什么是全局服务器负载均衡 (GSLB)?

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作者

Chrystal R. China

Staff Writer, Automation & ITOps

IBM Think

Michael Goodwin

Staff Editor, Automation & ITOps

IBM Think

什么是全局服务器负载均衡 (GSLB)?

全球服务器负载均衡是一种将互联网和 Web 应用程序流量分配到不同地理位置的多个服务器上的先进方法。

全局服务器负载均衡的主要目标是增强应用程序的性能、可靠性和可用性。GSLB 可根据服务器负载、与用户的距离和网络条件等因素,确保将用户请求路由到最佳的数据中心。

全局负载平衡与标准负载平衡不同,后者是平衡本地流量,是所有企业的标准要求。标准负载平衡可防止特定后端资源超载,并优化单个本地部署数据中心内本地服务器和服务的性能。

GSLB 为负载均衡器提供负载均衡,通常适用于在全球拥有庞大占地面积、管理高容量数据吞吐量的分布式大型企业。它可以防止在多云环境中运行的本地和区域负载平衡器以及在云和本地部署基础设施之间协调工作负载的负载平衡器超载,优化全局服务器和服务的性能。

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GSLB 的工作原理是什么?

GSLB 是维持应用程序高可用性的重要组成部分,尤其对于大规模网络服务和企业网络而言更是如此。它的运行依赖于几个关键过程和组件。

DNS 负载均衡

GSLB 通常依靠操纵域名系统(DNS) 来做出智能路由决策。当用户请求分布在多个位置的地址或服务时,用户的设备会发起 DNS 查询,该查询会被启用 GSLB 的 DNS 服务器或服务拦截。

GSLB 系统会将用户查询指向最合适服务器位置的 IP 地址。位置确定基于一系列策略、当前网络状态,并在必要时借助先进的地理定位技术。例如,在墨西哥发起的用户请求将路由到位于墨西哥的 DNS 服务器,而来自新西兰的用户请求则将定向到位于新西兰或最近位置的 DNS 服务器。

应用程序交付控制器 (ADC)

ADC 是任何 GSLB 系统的大脑:这些专用设备或软件组件收集有关服务器运行状况和流量模式的数据,就如何分配传入请求做出实时决策。决策过程是动态的,因此 ADC 的决策可能会随着条件的波动而变化。

运行状况检查和近距离测量

GSLB 系统会定期对池中的所有服务器运行状况进行检查,以确保它们以最佳状态运行,并提供无缝的用户体验。运行状况检查可以包括简单的 ping 测试、TCP 连接测试或更复杂的应用程序级事务测试。如果服务器未能通过运行状况检查,GSLB 系统可以将其从轮换列表中移除,直到恢复正常运行。

GSLB 服务持续测量往返时间 (RTT),即数据包从客户端到服务器然后再次返回所需的时间,以帮助系统不断改进其路由决策。

负载均衡算法

全局服务器负载均衡服务依靠一系列算法(例如基于地理位置的路由选择)来高效分配网络流量。

例如,循环负载均衡将请求平均分配到一组服务器,而最少连接数负载均衡则将流量导向活动连接数最少的服务器。最短时间负载均衡将用户请求发送到响应时间最快的服务器,而加权负载均衡则根据预先确定的权重(表示服务器容量)来分配请求。

任播路由

任播是一种复杂的网络路由方法,多个服务器共享同一个 IP 地址,从而允许客户端连接到一个地址。在边界网关协议 (BGP) 路由机制的协助下——从不同位置发布相同的 IP 前缀——传入的客户端查询会被路由到最近的服务器(就网络拓扑或最短延迟而言)。

任播还可以提高网络弹性,因为流量会自动重新路由到最佳可用路径。如果服务器发生故障,请求将被路由至最近的下一个数据中心,这样即使整个数据中心都处于离线状态,用户也只会体验到轻微的性能下降。

内容交付网络 (CDN)

CDN 是 GSLB 系统的扩展,用于在分布式服务器网络中缓存静态内容(例如图像和视频)副本,使内容更接近用户。这样可以缩短数据传输距离,降低延迟

CDN 还可以通过使用各种优化技术来优化动态内容分发,例如多路复用(两个或多个数据流共享一个到主机的连接);SSL 卸载(从传入流量中移除基于 SSL 的加密以减轻服务器负担);动态网站加速(通过快速缓存动态和独特的内容来加速动态网站);以及持久连接(将所有单会话用户连接定向到同一后端服务器)。

流量管理和优化

GSLB 系统使用流量重定向协议,将用户请求传输到最合适的服务器。这些解决方案优化了流量通过互联网的路径,避免了拥堵和次优路由,提高了整体网络性能。

先进的解决方案可从用户设备上的 DNS 请求开始平衡负载,从而优化连接并消除单点故障。利用真实用户监测 (RUM) 数据和“最后一英里可视性”(对用户设备连接最后一段的可视性),这些解决方案可以创建更具弹性的网络,消除流量瓶颈和依赖性。

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GSLB 部署

先进的解决方案通常可以自动执行多种不同的 GSLB 部署,包括:

主动-主动。主动-主动配置包括多个主动数据中心(本地部署、私有云公有云混合云环境),客户端请求平均分配到各个数据中心,是分布式环境中全局流量分配的理想设置。

在主动-主动部署中,所有网站都处于活动状态,特定应用程序或域的服务都连接到同一个 GSLB虚拟服务器。各网站使用指标交换协议 (MEP) 共享数据,其中包括负载平衡和内容交换虚拟服务器状态、当前连接数量、数据包速率和带宽使用情况等信息。

当用户发送 DNS 请求时,他们会被定向到其中一个活动网站。如果请求到达某一网站,该网站的 GSLB 虚拟服务器会选择负载均衡或内容交换服务器,并将其 IP 地址转发到 DNS 服务器,然后 DNS 服务器将其 IP 地址转发给客户端。然后,用户将请求重新发送到所提供 IP 地址上的新虚拟服务器。

主动-被动。主动-被动架构包括一个主动数据中心和一个被动数据中心。在这种配置下,被动网站专门用于灾难恢复场景。换句话说,当所有活动网站都不可用且灾难事件触发故障转移时,被动数据中心就会进入决策过程。如果主动网站发生故障,则会激活被动网站。

当用户向主动-被动 GSLB 配置提交 DNS 请求时,该请求可能会定向到任何网站,但该系统仅部署来自主动网站的服务(假设该网站正在运行)。

GLSB 用例

全局服务器负载均衡是一项动态技术,可为各行各业的大型企业自动优化网络管理。GSLB 技术还具有众多商业应用,包括:

灾难恢复

如果服务器或数据中心发生故障,GSLB 可通过自动将流量重定向到备份网站,帮助最大限度地减少网络停机时间并确保业务连续性。

DNS 可观测性

GSLB 系统可以通过识别 DNS 配置错误、提前应对 NXDOMAIN 峰值和跟踪恶意攻击的早期迹象来增强网络可观测性

安全和 DDoS 缓解

GSLB 解决方案可以与网络安全协议集成,以保护混合云和多云环境免受分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击

通过将流量分配给多个服务器,并在网络边缘实施安全措施,GSLB 有助于保护应用程序和服务,免受试图通过大量请求来淹没网络资源的恶意攻击。

地理封锁和内容本地化

GSLB 可以通过将用户从特定区域引导到指定的服务器或内容源,帮助企业执行地理封锁策略。它还可以通过将用户路由到托管特定区域内容的服务器来促进内容本地化,确保提供基于位置量身定制的用户体验。

电子商务和在线零售

在电子商务行业,GSLB 帮助零售商应对购物旺季和促销活动期间的高应用程序负载。通过将网络流量分布在多个服务器和数据中心,电子商务网站可以接收和处理订单,并自动扩展服务器以应对网络流量高峰。

GSLB 解决方案的优点

无论哪个行业或哪种类型的企业,部署 GSLB 服务都能有助于实现以下目标:

高可用性

如果其中一个服务器或数据中心出现故障,GSLB 可以自动将网络流量重新路由到下一个最佳服务器,从而最大限度地减少(甚至防止)停机时间并保持高质量的客户体验。

提高网络弹性

先进的 GSLB 解决方案可以通过自动引导流量绕过已弃用或不可用的资源,从而消除创收应用程序和网站的内联瓶颈和单点故障 (SPoF)。

应用程序性能优化

借助 GSLB 解决方案,团队可以将 DNS 流量引导至性能最高、可用性最强的 API 端点,从而确保用户获得最佳的应用体验。

借助可扩展的开源云平台

许多供应商提供 GSLB 服务的 SaaS 选项,帮助企业提高网络灵活性,并通过消除对物理和虚拟设备的需求来降低成本。

优化用户连接

利用真实用户监测 (RUM) 数据,GSLB 程序可以在连接到最终用户的整个过程中实现负载平衡,从而改善应用程序的响应时间和整体网络性能。

增强现有负载均衡器的功能

GSLB 服务使企业能够将 GSLB 与现有负载平衡器无缝集成,并增强其功能。

法规一致性

GSLB 解决方案可将各国监管要求嵌入本地服务器,并据此设定全局负载均衡的转发策略,从而助力企业——尤其是医疗、国防等高度受控行业——始终领先于政府法规的更迭。

实现价值的时间更短

GSLB 解决方案通过简单的自助式接入和专业迁移服务,可以轻松地在企业范围内实施 GSLB,让团队即刻上线并运行。

自动可扩展性

领先的 GSLB 解决方案可自动增减资源,以适应网络流量的波动。

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