O recurso NLB (Balanceamento de Carga de Rede) do Windows Server 2008 R2 aprimora a disponibilidade e a escalabilidade de aplicativos de servidor de Internet, como aqueles usados na Web, FTP, firewall, proxy, VPN (rede virtual privada) e outros servidores críticos. Um único computador executando o Windows Server 2008 R2 fornece um nível limitado de confiabilidade de servidor e de desempenho escalável. Entretanto, combinando os recursos de dois ou mais computadores que executem um dos produtos no Windows Server 2008 R2 em um único cluster virtual, o NLB pode oferecer a confiabilidade e o desempenho de que os servidores Web e outros servidores cruciais precisam.

Cluster de balanceamento de carga da rede com quatro hosts

O diagrama acima mostra dois clusters do Balanceamento de Carga de Rede conectados. O primeiro consiste em dois hosts e o segundo, em quatro. Esse é um exemplo de como você pode usar o NLB.

Cada host executa uma cópia separada dos aplicativos de servidor desejados (como aplicativos para Web, FTP e servidores Telnet). O NLB distribui as solicitações de entrada dos clientes pelos hosts do cluster. O peso da carga a ser tratado por cada host pode ser configurado como necessário. Você também pode adicionar hosts dinamicamente ao cluster para tratar aumentos de carga. Além disso, o NLB pode direcionar todo o tráfego para um único host designado, chamado de host padrão.

O NLB permite que todos os computadores do cluster sejam identificados pelo mesmo conjunto de endereços IP de cluster e mantém um conjunto de endereços IP exclusivos e dedicados para cada host. Para aplicativos com balanceamento de carga, quando um host falha ou fica offline, a carga é automaticamente redistribuída entre os computadores que permanecem em operação. Quando um computador falha ou fica offline inesperadamente, as conexões ativas para o servidor que apresentou falha ou ficou offline são perdidas. Entretanto, se você desligar um host intencionalmente, pode usar o comando drainstop para atender a todas as conexões ativas antes de colocar o computador offline. Em qualquer caso, quando o computador offline estiver pronto, poderá reintegrar-se ao cluster de forma transparente e retomar sua parcela da carga de trabalho, o que permite que os outros computadores do cluster tratem menos tráfego.

Os hosts de um cluster NLB trocam mensagens de intervalo de pulsação para manter dados consistentes sobre a associação do cluster. Por padrão, quando um host deixa de enviar mensagens de intervalo de pulsação no período de cinco segundos, ocorreu falha. Quando um host falha, os restantes no cluster convergem e fazem o seguinte:

  • Estabelecem que hosts permanecem como membros ativos do cluster.

  • Elegem o host com a prioridade mais alta como o novo host padrão.

  • Verificam se todas as novas solicitações do cliente são tratadas pelos hosts restantes.

Durante uma convergência, os hosts restantes procuram intervalos de pulsação consistentes. Se o host que apresentou falha no envio de intervalos de pulsação começar a fornecê-los de forma consistente, ele se reintegrará ao cluster durante a convergência. Quando um novo host tenta entrar no cluster, envia mensagens de intervalos de pulsação que também acionam uma convergência. Após todos os hosts de cluster concordarem com a associação do cluster atual, a carga do cliente é redistribuída para os hosts restantes e a convergência é concluída.

A convergência geralmente demora apenas alguns segundos, logo, a interrupção do serviço do cluster ao cliente é mínima. Durante a convergência, os hosts ainda ativos continuam a tratar as solicitações do cliente sem afetar as conexões existentes. A convergência se encerra quando todos os hosts reportam uma imagem consistente da associação do cluster e do mapa de distribuição para vários períodos de intervalos de pulsação.

Quais são as novidades no NLB?

O NLB inclui os seguintes aprimoramentos para o Windows Server 2008 R2:

  • afinidade estendida. A opção Estendida preserva a afinidade do cliente quando a configuração de um cluster NLB é alterada. Essa opção também permite que os clientes mantenham a afinidade com um host de clusters mesmo se não houver conexões existentes ativas do cliente para o host.

  • Windows PowerShell para clusters NLB. O Windows PowerShell é um novo shell de linha de comando e linguagem de scripts. O Windows PowerShell acelera a automação das tarefas de administração do sistema. Você pode usar o Windows PowerShell para gerenciar clusters NLB. Para obter mais informações sobre o uso do Windows PowerShell para clusters NLB, consulte https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=140180 (a página pode estar em inglês).

  • Há suporte durante atualizações sem interrupção. O NLB oferece suporte à implementação de atualizações do Windows Server 2003 para o Windows Server 2008 R2 e do Windows Server 2008 para o Windows Server 2008 R2. Para obter informações sobre implantação do NLB, inclusive sobre atualizações sem interrupção, consultehttps://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=87253 (a página pode estar em inglês).

Configuração do NLB

O NLB é executado como um driver de rede do Windows. Suas operações são transparentes para a pilha de rede TCP/IP.

Relação entre NLB e outros componentes

O diagrama acima mostra o relacionamento entre o NLB e outros componentes de software em uma configuração típica de host NLB.

Recursos do balanceamento de carga de rede

O NLB inclui os seguintes recursos:

Escalabilidade

Escalabilidade é a medida que determina como um computador, serviço ou aplicativo pode atender melhor às necessidades crescentes de desempenho. No caso de clusters NLB , a escalabilidade é a capacidade de adicionar paulatinamente um ou mais sistemas a um cluster existente quando a carga total sobre o cluster excede seus recursos. Para dar suporte à escalabilidade, o NLB pode fazer o seguinte:

  • Equilibre solicitações de carga no cluster NLB para serviços TCP/IP individuais.

  • Ofereça suporte para até 32 computadores em um único cluster.

  • Execute o balanceamento de várias solicitações de carga (do mesmo cliente ou de vários) em vários hosts do cluster.

  • Ofereça suporte ao recurso de adição de hosts ao cluster NLB, à medida que aumenta a carga, sem desligar o cluster.

  • Ofereça suporte ao recurso de remoção de hosts do cluster quando diminui a carga.

  • Permita alto desempenho e baixa sobrecarga através de implementação com pipelining integral. O pipelining permite que as solicitações sejam enviadas ao cluster NLB sem aguardar resposta da solicitação enviada anteriormente.

Alta disponibilidade

Um sistema altamente disponível oferece, de forma confiável, um nível aceitável de serviço com tempo de inatividade mínimo. Para oferecer alta disponibilidade, o NLB inclui recursos internos que podem executar automaticamente:

  • a detecção e recuperação de um host de cluster que apresente falha ou fique offline.

  • o balanceamento da carga da rede quando hosts são adicionados ou removidos.

  • a recuperação e a redistribuição da carga de trabalho no prazo de dez segundos.

Gerenciabilidade

O NLB oferece os seguintes recursos de gerenciabilidade:

  • Utilizando o Gerenciador NLB, você pode gerenciar e configurar vários clusters NLB e os hosts de cluster utilizando um único computador.

  • Você pode especificar o comportamento do balanceamento de carga para uma única porta ou para um grupo de portas IP usando regras de gerenciamento de portas.

  • É possível definir diferentes regras de porta para cada site. Se você usar o mesmo conjunto de servidores com balanceamento de rede para vários aplicativos ou sites, as regras de porta baseiam-se no endereço IP de destino virtual (usando clusters virtuais).

  • Você pode direcionar todas as solicitações de clientes para um único host utilizando regras opcionais de host único. O NLB roteia solicitações de clientes para um host específico que esteja executando aplicativos específicos.

  • Você pode bloquear o acesso indesejado à rede para determinadas portas IP.

  • Você pode habilitar o suporte ao protocolo IGMP (Internet Group Management Protocol) nos hosts de cluster para controlar a saturação do comutador (ao operar em modo multicast).

  • Você pode iniciar, interromper e controlar remotamente ações do NLB em qualquer computador conectado em rede que esteja executando Windows, usando comandos do shell ou scripts.

  • Você pode exibir o log de eventos do Windows para verificar eventos do NLB. O NLB registra todas as ações e alterações de cluster no log de eventos.

Facilidade de uso

O NLB oferece muitos recursos que facilitam sua utilização:

  • O NLB é instalado como componente de driver de rede padrão do Windows.

  • O NLB não requer alterações de hardware para ser habilitado e executado.

  • O Gerenciador NLB permite criar novos clusters NLB.

  • O Gerenciador NLB permite configurar e gerenciar vários clusters e todos os hosts do cluster em um único computador remoto ou local.

  • O NLB permite que os clientes acessem o cluster usando um só nome lógico de Internet e endereço IP virtual — conhecido como endereço IP de cluster (mantém os nomes individuais de cada computador). O NLB permite vários endereços IP virtuais para servidores multihomed.

    Observação

    No caso de clusters virtuais, os servidores não precisam ser multihomed para ter vários endereços IP virtuais.

  • O NLB pode ser vinculado a vários adaptadores de rede, o que permite configurar vários clusters independentes em cada host. O suporte a vários adaptadores de rede difere dos clusters virtuais, pois os clusters virtuais permitem configurar vários clusters em um único adaptador de rede.

  • Não é preciso modificar aplicativos de servidor para que sejam executados em um cluster NLB.

  • Se um host de cluster falhar e for subsequentemente colocado de volta online, o NLB pode ser configurado para adicionar esse host ao cluster automaticamente. O host adicionado poderá, então, começar a tratar novas solicitações de servidor dos clientes.

  • Você pode colocar computadores offline para manutenção preventiva sem perturbar as operações de cluster nos outros hosts.

Referências adicionais


Sumário