Panoramica di Bilanciamento carico di rete

La funzionalità Bilanciamento carico di rete di Windows Server 2008 R2 consente di migliorare la disponibilità e la scalabilità di applicazioni server Internet come quelle utilizzate in server Web, FTP, firewall, proxy e di rete privata virtuale (VPN), nonché in altri server di importanza strategica. Un singolo computer che esegue Windows Server 2008 R2 offre un livello limitato di scalabilità delle prestazioni e affidabilità del server. Combinando invece le risorse di due o più computer che eseguono uno dei prodotti di Windows Server 2008 R2 in un unico cluster virtuale, Bilanciamento carico di rete può garantire i livelli di affidabilità e prestazioni necessari per i server Web e altri server di importanza strategica.

Cluster del bilanciamento carico di rete con 4 host

Nel diagramma precedente sono illustrati due cluster di Bilanciamento carico di rete connessi. Il primo cluster è costituito da due host e il secondo cluster include quattro host. Si tratta di un esempio di come può essere utilizzato Bilanciamento carico di rete.

Ogni host esegue una copia separata delle applicazioni server desiderate (ad esempio, applicazioni per server Web, FTP e Telnet). Le richieste client in ingresso vengono distribuite da Bilanciamento carico di rete tra gli host del cluster. Il peso del carico che deve essere gestito da ogni host può essere configurato in base alle esigenze. È inoltre possibile aggiungere host al cluster in modo dinamico per gestire un incremento del carico. Bilanciamento carico di rete può inoltre indirizzare tutto il traffico a un unico host designato, denominato host predefinito.

Bilanciamento carico di rete consente di associare a tutti i computer del cluster lo stesso insieme di indirizzi IP del cluster, mantenendo un insieme di indirizzi IP dedicati univoci per ogni host. Per le applicazioni con carico bilanciato, in caso di errore o disconnessione di un host il carico viene automaticamente ridistribuito tra i computer ancora operativi. In caso di disconnessione o errore imprevisto di un computer, le connessioni attive al server in errore o offline vengono perse. Se invece un host viene disattivato intenzionalmente, è possibile utilizzare il comando drainstop per gestire tutte le connessioni attive prima di disconnettere il computer. In qualsiasi caso, quando il computer offline è pronto, può essere aggiunto nuovamente al cluster in modo trasparente e riottenere la propria parte del carico di lavoro, consentendo agli altri computer del cluster di gestire una minore quantità di traffico.

Gli host di un cluster di Bilanciamento carico di rete scambiano messaggi di tipo heartbeat per mantenere dati coerenti sull'appartenenza al cluster. Per impostazione predefinita, se un host non invia messaggi di tipo heartbeat entro cinque secondi, si è verificato un errore nell'host. In caso di errore in un host, si verifica la convergenza degli host restanti, che eseguono le operazioni seguenti:

Stabiliscono quali host sono ancora membri attivi del cluster.
Identificano l'host con la priorità massima come nuovo host predefinito.
Garantiscono che tutte le nuove richieste client vengano gestite dagli host ancora funzionanti.

Durante una convergenza, gli host ancora funzionanti cercano heartbeat coerenti. Se l'host che non aveva inviato heartbeat fornisce heartbeat in modo coerente, viene aggiunto nuovamente al cluster nel corso della convergenza. Durante un tentativo di aggiunta di un nuovo host al cluster, l'host invia messaggi di tipo heartbeat che attivano una convergenza. Quando tutti i cluster host concordano sull'appartenenza corrente al cluster, il carico di lavoro viene ridistribuito tra gli host restanti e viene completata la convergenza.

La convergenza richiede in genere pochi secondi, pertanto l'interruzione del servizio ai client da parte del cluster risulta minima. Durante la convergenza, gli host ancora attivi continuano a gestire le richieste client senza alcun impatto sulle connessioni esistenti. La convergenza termina quando tutti gli host segnalano una visualizzazione coerente dell'appartenenza al cluster e della mappa di distribuzione per diversi periodi di heartbeat.

Novità di Bilanciamento carico di rete

Bilanciamento carico di rete include in Windows Server 2008 R2 i miglioramenti seguenti:

Affinità estesa. L'opzione di affinità estesa garantisce l'affinità dei client quando viene modificata la configurazione di un cluster di Bilanciamento carico di rete. Questa opzione consente inoltre ai client di mantenere l'affinità con un cluster host anche se non sono presenti connessioni esistenti attive dal client all'host.
Windows PowerShell per cluster di Bilanciamento carico di rete. Windows PowerShell è una nuova shell da riga di comando e un linguaggio di scripting. Consente di accelerare l'automazione delle attività di amministrazione del sistema. È possibile utilizzare Windows PowerShell per gestire cluster di Bilanciamento carico di rete. Per ulteriori informazioni sull'utilizzo di Windows PowerShell per i cluster di Bilanciamento carico di rete, visitare il sito Web all'indirizzo https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=140180.
Supporto di aggiornamenti in sequenza. Bilanciamento carico di rete supporta gli aggiornamenti in sequenza da Windows Server 2003 a Windows Server 2008 R2 e da Windows Server 2008 a Windows Server 2008 R2. Per informazioni sulla distribuzione di Bilanciamento carico di rete e sugli aggiornamenti in sequenza, visitare il sito Web all'indirizzo https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=87253.

Configurazione di Bilanciamento carico di rete

Bilanciamento carico di rete viene eseguito come driver di rete di Windows, con operazioni trasparenti per lo stack di rete TCP/IP.

Nel diagramma precedente è illustrata la relazione tra Bilanciamento carico di rete e altri componenti software in una configurazione tipica di un host di Bilanciamento carico di rete.

Funzionalità di Bilanciamento carico di rete

Bilanciamento carico di rete include le funzionalità seguenti.

Scalabilità

La scalabilità indica la possibilità di espansione di un computer, un servizio o un'applicazione allo scopo di soddisfare crescenti esigenze in termini di prestazioni. Per i cluster di Bilanciamento carico di rete, la scalabilità rappresenta la possibilità di aggiungere in modo incrementale uno o più sistemi a un cluster esistente quando il carico complessivo del cluster ne supera le capacità. Per supportare la scalabilità, Bilanciamento carico di rete può eseguire le operazioni seguenti:

Bilanciamento delle richieste di carico nel cluster di Bilanciamento carico di rete per i singoli servizi TCP/IP.
Supporto di un massimo di 32 computer in un singolo cluster.
Bilanciamento di più richieste di carico del server (dallo stesso client o da diversi client) tra più host del cluster.
Supporto della possibilità di aggiungere host al cluster di Bilanciamento carico di rete in caso di aumento del carico senza arrestare il cluster
Supporto della possibilità di rimuovere host dal cluster in caso di riduzione del carico
Prestazioni elevate e sovraccarico ridotto grazie a un'implementazione interamente in pipeline. L'utilizzo di una pipeline consente di inviare richieste al cluster di Bilanciamento carico di rete senza attendere la risposta alla richiesta precedentemente inviata.

Disponibilità elevata

Un sistema a disponibilità elevata offre un livello accettabile e affidabile di servizio con tempo di inattività minimo. Per garantire una disponibilità elevata, Bilanciamento carico di rete include funzionalità incorporate in grado di eseguire automaticamente le operazioni seguenti:

Rilevamento e ripristino da un cluster host in caso di errore o disconnessione.
Bilanciamento del carico di rete in caso di aggiunta o rimozione di host.
Ripristino e ridistribuzione del carico di lavoro entro dieci secondi.

Gestibilità

Relativamente alla gestibilità, Bilanciamento carico di rete offre le funzionalità seguenti.

È possibile gestire e configurare più cluster di Bilanciamento carico di rete e i cluster host da un unico computer, utilizzando Gestione bilanciamento carico di rete.
È possibile specificare il comportamento di bilanciamento del carico per una singola porta IP o un gruppo di porte utilizzando regole di gestione delle porte.
È possibile definire regole di porta diverse per ogni sito Web. Se si utilizza lo stesso insieme di server con carico bilanciato per più applicazioni o siti Web, le regole di porta sono basate sull'indirizzo IP virtuale di destinazione (utilizzando cluster virtuali).
È possibile indirizzare tutte le richieste client a un unico host mediante regole in host singolo facoltative. Le richieste client vengono indirizzate da Bilanciamento carico di rete a un determinato host che esegue applicazioni specifiche.
È possibile bloccare l'accesso di rete indesiderato a determinate porte IP.
È possibile abilitare il supporto IGMP (Internet Group Management Protocol) nei cluster host per controllare la quantità di commutatori (in caso di funzionamento in modalità multicast).
È possibile avviare, arrestare e controllare le azioni di Bilanciamento carico di rete in remoto da qualsiasi computer in rete che esegue Windows, tramite script o comandi della shell.
È possibile visualizzare il registro eventi di Windows per controllare gli eventi di Bilanciamento carico di rete. Tutte le azioni e le modifiche al cluster vengono registrate da Bilanciamento carico di rete nel registro eventi.

Facilità di utilizzo

Bilanciamento carico di rete offre numerose funzionalità che ne semplificano l'utilizzo:

Bilanciamento carico di rete viene installato come un componente driver di rete standard di Windows.
L'attivazione e l'esecuzione di Bilanciamento carico di rete non richiedono modifiche hardware.
Gestione bilanciamento carico di rete consente di creare nuovi cluster di Bilanciamento carico di rete.
Gestione bilanciamento carico di rete consente di configurare e gestire più cluster e tutti i cluster host da un unico computer locale o remoto.
Bilanciamento carico di rete consente ai client di accedere al cluster utilizzando un unico nome Internet logico e un indirizzo IP virtuale denominato indirizzo IP del cluster, che mantiene i singoli nomi di ogni computer. Bilanciamento carico di rete supporta più indirizzi IP virtuali per server multihomed.

Nota

In caso di cluster virtuali, non è necessario che i server siano multihomed per disporre di più indirizzi IP virtuali.
Bilanciamento carico di rete può essere associato a più schede di rete. È così possibile configurare più cluster indipendenti in ogni host. Il supporto per più schede di rete è diverso rispetto ai cluster virtuali, poiché i cluster virtuali consentono di configurare più cluster in un'unica scheda di rete.
Non è necessario modificare le applicazioni server per l'esecuzione in un cluster di Bilanciamento carico di rete.
In caso di errore e successiva riconnessione di un cluster host, Bilanciamento carico di rete può essere configurato in modo da aggiungere automaticamente tale host al cluster. L'host aggiunto potrà quindi iniziare a gestire nuove richieste al server dai client.
È possibile disconnettere i computer a scopo di manutenzione preventiva senza influenzare le operazioni cluster negli altri host.