【IT168专稿】Internet的快速增长使前端接入服务器，尤其是多媒体网络服务器和Web服务器等，面对的访问者数量快速增加，网络服务器需要具备提供大量并发访问服务的能力，在每天高达数百万次的Web请求访问的情况下，服务器的CPU和I/O处理能力很快会成为瓶颈。但是，简单地提高硬件性能，并不能真正解决这个问题，因为单台服务器的性能总是有限的。获取信息的速度已经成为制约Internet发展的重要因素。如何在现有的网络资源下提高用户获取信息的速度，已成为困扰众多数据中心、ISP和企业的一大难题。
负载均衡是建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务：解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性；为用户提供更好的访问质量；提高服务器响应速度；提高服务器及其他资源的利用效率；避免了网络关键部位出现单点失效。
现在许多交换机提供第四层交换功能，可以将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址，对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部地址，达到负载均衡的目的。有的协议内部支持与负载均衡相关的功能，例如HTTP协议中的重定向能力。Web内容交换技术，即URL交换或七层交换技术，提供了一种对访问流量的高层控制方式。因为大型网站的访问量较大,采用负载均衡交换机之后，实现了本地多台服务器的负载均衡，保证了系统在高峰时期的处理能力。同时实现了服务器的冗余，并且方便了系统的维护和管理。
负载均衡交换机的选购
1、ServerIron 100-8GC02F负载均衡交换机
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Foundry公司的ServerIron 100-8GC02F拥有8个铜缆千兆以太网和2个光纤千兆以太网端口，主要针对为提高性能而逐步采用铜缆千兆以太网网卡标准的企业数据中心。SI100-8GC02F是新近推出的ServerIron 100系列的一部分，是一款中档的第4/7层负载均衡交换机，具有同类最优的性能和综合功能。
ServerIron 100-8GC02F具备诸多高性能，其中包括：7百万同步会话的容量；Active-Active服务器以及防火墙负载均衡；拒绝服务保护；SSL加速器(可来自不同供应商)大型集群的负载均衡。ServerIron 100系列的处理能力可以应对与高带宽应用相关的数据传输速率，这些应用包括数字内容生成、医疗成像、streaming Video以及以计算机辅助的工程等。
产品点评：作为铜缆千兆以太网策略的一部分，Foundry推出一系列的新产品来满足各种企业用户的需要，并提高企业服务器群的扩展性、高可用性和管理性。相比 ServerIron 100 系列的8G型号和2402，此次中档ServerIron 100-8GC02F的推出提供具有卓越性价比的产品。与ServerIron XL可堆叠式交换机相比，ServerIron 100-8GC02F的第4层和第7层每秒连接速度加快了3倍，性能在市场上领先。对于配备了高性能服务器以及铜缆千兆以太网网卡的企业数据中心，ServerIron 100-8GC02F的性能和千兆端口是非常理想的选择。随着铜缆千兆以太网成为服务器的主流网络连接产品，万兆以太网自然成为局域网骨干交换机之间和上链的选择。
2、Avaya P333R-LB负载均衡交换机
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Avaya P333R-LB堆叠式多层交换机能够为企业提供VoIP、客户关系管理、视频以及供应链管理等，作为Avaya Cajun网络交换机系列的一部分，P333R-LB能为我们提供VLAN支持、N+1的冗余性选件、对语音服务质量问题的全面了解，以及Avaya多业务网络管理器和Avaya策略管理器等卓越的Avaya软件。
服务器、防火墙和其他网络设备可能遭遇“会话过载”，引起网络速度降低。Avaya P333R-LB能将负载分散到多个设备上，从而透明地缓解瓶颈现象。Avaya P333R-LB堆叠式交换机式的负载均衡变得异常简单。它能够将负载均衡和第三层路由添加到任何Avaya P330堆叠式交换机构成的堆叠上。
Avaya P333R-LB负载均衡特性包括：服务器群负载均衡，包括HTTP、FTP、DNS、TCP和UDP，防火墙负载均衡，应用和缓存重定向，以获得透明缓存，基于策略的负载均衡，多种负载均衡和持续方案，多种健康和负载检查，采用VRRP的冗余性，同时运行所有负载均衡应用。
P333R-LB的特性还具有单一交换机中集成的负载均衡和多层交换，一部P333R-LB可为整个网络提供负载均衡和第三层IP交换，多部P333R-LB交换机可提供负载共享和冗余性，24 x 10/100BASE-Tx端口，带有RJ连接器，用于X330模块的扩展槽，一个堆叠可容纳多达10部交换机，端到端QoS和访问控制，路由标准支持：RIP 1、RIP 2、OSPF、ARP、ICMP和DHCP/BOOTP中继。
产品点评：Avaya P333R-LB是一种价格合理的堆叠式多层交换机，借助它，我们可以在最需要的时间和地点实施负载均衡；同Avaya P330家族的其他成员一样，P333R-LB也有交流供电和支流供电两种版本；P333R-LB交换机能均衡跨越多个防火墙和VPN的负载，借助P333R-LB交换机，我们能够最大限度地提高缓存重定向和内容检查等应用的可用性和吞吐量，堆叠插槽让我们能够使多达10部交换机组成一个堆叠（如上图所示），以获得优异的弹性和冗余性。
3、Nortel Alteon AD4内容交换机
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Alteon AD4内容交换机拥有10/100Mbps自适应端口, 1000Base-SX端口,具有分布式处理体系结构,能够同时支持第二层(10/100/1000M 以太网)、第三层(IP)、第四层(TCP/UDP)、和第七层(HTTP)交换的高性能交换机。
Alteon AD4内容交换机支持第四层基于TCP/UDP负载平衡(立即绑定)；包括支持HTTP（持续的和非持续性）负载均衡、FTP、DNS、Radius、SMTP、POP3、IMAP、和NNTP等服务的负载均衡；支持第七层HTTP的URL、Cookie、SSL的负载均衡(延迟绑定)；数量无限的虚拟的IP地址，支持网络地址转换，交换机支持基于测量的过滤规则，灵活性地处理应用流量，提供应用重定向功能能够透明地将任何TCP/IP应用重新引导至多达256台服务器，这些服务器可位于网络中的任何一个地方。通过对服务器组的智能健康检查，确保服务器网络的物理连接、TCP/IP操作、和服务器应用的可用性。支持用户自定义的健康检查。 支持多种服务器负载均衡算法，包括循环算法、最少连接算法、散列算法、最少连接失误算法，响应时间算法，链路带宽算法等等。同时为有效利用服务器集群，可以指定每台服务器的会话连接数，和处理会话的加权值。
它提供基于应用的带宽管理服务，支持256个服务带宽管理合约，支持无故障的高可靠性应用(VRRP：Active-Active) ，支持高性能的第二层交换每个端口支持256个 VLAN、支持JumboFrames、802.1d 生成树、802.1Q VLAN标记，支持第三层IP路由(RIP，OSPF)、静态路由和基于硬件的IP包交换，提供Web用户管理接口和SSH远程管理接口等特性。
产品点评：Nortel Alteon AD4内容交换机以其全分布式的体系结构、功能领先的WebOS交换机操作系统为新一代Internet/Intranet网络构架提供了高性能网络交换、服务器负载均衡、和应用重定等解决方案。为Internet/Intranet 网络以更快的速度、更高的性能、向迅速增长的无数用户提供关键应用服务，包括Internet/Intranet 信息访问和电子商务应用提供了有力的保障。同时其创新的分布式处理体系和先进的WebOS交换机操作系统提供的出色性能，一直被PC Week Lab、Tolly Group等评为业界同类产品种性能卓越的产品。Nortel Alteon 内容交换机是多个测评机构评定的性能优异的Web交换机，曾经获得业界多个奖项深得全球用户信赖的产品。
4、3Com SuperStack 3 服务器负载均衡交换机
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3Com SuperStack 3服务器负载均衡交换机支持多达16000个同步TCP连接，或者大约1000个同步客户端会话；支持多达12台服务器与其连接，并且通过第二层交换机可以将支持的服务器数量增加至256台；开装即用，基于向导程序的设置过程使我们可以轻松使用，6种负载均衡算法能够智能地决定每一台服务器的最优化流量负载水平，线速传输与冗余负载均衡配置为各种应用实现了最大化的不间断运行功能，自动化的服务器运行状态检查和无缝转换能够确保应用不间断运行，独立于服务器操作系统，其架构支持更加灵活的服务器部署，集成在内的安全性过滤功能保护用户的服务器免受"拒绝服务"攻击，方便、自动化的升级提示使用户可以始终与最新技术保持同步，先进的电子商务应用能够支持各类电子商务财务交易，基于Web的管理使用户可以随时随地进行监控与管理，选件产品的冗余电源能够有效地避免服务器负载平衡电源系统失效。
产品点评：3Com SuperStack 3服务器负载均衡交换机是一款采用高层交换技术的产品，Web内容交换技术（URL交换或七层交换技术）提供了一种对访问流量的高层控制方式。此款高性能、专用的负载均衡交换机通过在多台服务器之间高效的数据流量均衡和对服务器请求进行智能引导，较高提升了网络服务器性能。该产品是专为那些对管理型和可用性要求较高，但不要求可伸缩性的网络环境而设计的。丰富的安全性将会保护我们的服务器，同时，灵活的设计也将保证服务器的高可用性。
5、SummitPx1负载均衡交换机
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Extreme Networks 生产的SummitPx1 应用交换机将TCP/IP 协议栈、实时的内容分析引擎以及资源追踪和分配引擎结合起来，实现了线速的TCP会话分析、终止、发起甚至修改的功能，所有这些都在一块专用的硅片中实现，从而彻底摆脱了复杂的软件、通用CPU和网络处理器的缺陷。这就保证了从第4 层一直深入到第7 层（应用层）的线速的千兆比特以太网操作。同样激动人心的是，无论设定多少针对内容的转发规则，SummitPx1 应用交换机都能保持线速的性能。
SummitPx1 在保持线速千兆比特的TCP/IP 协议连接的同时，其实时的内容分析引擎对数据包中例如cookie 和URL 等程序字符串进行搜索。搜索的结果被送往资源追踪和分配引擎，SummitPx1 交换机决定哪一个服务器的资源能够最好地满足要求。这个信息接着被送回到TCP/IP 协议栈，协议栈则以此为依据建立通往相应的服务器的线速千兆连接。SummitPx1 交换机的服务器选择算法包括循环、加权循环、最少连接和加权最少连接等，SummitPx1能追踪客户机的IP 地址历史记录，对cookie 做杂凑运算，自动地监测和追踪cookie ，处理识别服务器cookie ，并且，支持一致的安全会话层（SSL）会话标识（ID）。它是一个针对内容的应用交换机，能够提供前所未有的第4 层到第7 层的智能，并且，能够为数据中心、大规模网站和大型企业 提供线速千兆比特以太网的性能。
产品点评：应用型交换的“智能”给企业重要的应用软件和基础架构的建设和发展带来了全新的工具集。通过将线速交换、TCP会话分析、会话终止、初始化和调整等功能都集成在这种先进的硅芯片中执行，SummitPx1重新定义了网管建立和实现流接入和应用加速处理的规则，比如象Web全球实况广播这类的实际使用。企业网和IDC需要7层网络智能来实现cookie保持和用户识别，来为他们创造利润。这种保障能力需要高水平的新用户连接率，通过提供比旧有的、昂贵的负载平衡器在性能和灵活性上高出几个数量级的功能，可以使用更少的但性能更高的 SummitPx1 应用交换机来建立更大的数据中心和大型网站，使得网络应用架构更简单，性能价格比也更高。
6、F5 BIG-IP负载均衡交换机
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BIG-IP硬件平台上运行的BIG-IP应用流量管理可为所有基于IP的应用和Web服务提供原来只有Web应用才能享有的流量管理功能。在任何网络环境下，BIG-IP都能通过其功能强大的通用检查引擎（Universal Inspection Engine）和iRules准确、安全、经济高效地创建和提供所有基于IP的应用或Web服务。支持全网状网部署；出色的可扩展性、安全性和优化的性能，静态和动态负载平衡方法，冗余系统间保持着状态会话，支持Direct和/或网络故障切换，少有的One Connect内容交换功能可降低高达20%的带宽成本和服务器开销；动态服务器激活机制为服务器群中的服务器分配不同的优先级，从而确保了系统始终可提供非常好的资源来处理负载；
它的特点如下：能根据报头或有效负载的值对应用和Web服务请求进行截取、检查、转换和引导，以确保业务连续性、安全性和出色性能；唯一可以交换和保存各类Web服务、IP流量及其有效负载的解决方案；支持经济高效地部署企业、移动和Web服务应用；市场领先的第4-第7层性能，提供各级别（从网络到应用）冗余和可靠性，以确保高可用性；预定义的定制脚本，可测试和验证应用和网络的所有构成组件的运行状况和可用性；开放架构，支持与第三方应用与设备全面集成，促进、加强和加速了应用和Web服务的安全交付；通过集成的SSL确保应用安全，大幅降低了成本和复杂性，对在线证书状态查询系统的可选支持允许我们实时撤回客户证书，从而确保应用和服务免遭非授权访问；
产品点评：F5 Networks是应用流量管理领域的行业领导者,它使企业和服务提供商能够优化任何关键任务应用或web服务，从而在不可预测的环境中提供安全、可预测的应用流量交付。BIG-IP 负载均衡交换机对可选软件模块提供了更多功能，可为我们节省大笔额外硬件投资，无需购买额外的交换机；实时性能监控和统计数据可以更好地管理和规划未来应用需求；支持广泛的硬件平台，它能确保所有IP应用的高可用性和正常运行时间，创建一个可控的执行点以对所有流量进行前瞻性安全控制，使服务器和应用能够及时准确地做出响应，无需额外硬件、软件或其它IT资源，轻松适应未来不断变化的业务需求。
选购小结
对一个网络的负载均衡应用，可以从网络的不同层次入手，具体情况要看对网络瓶颈所在之处的具体分析，大体上不外乎从传输链路聚合、采用更高层网络交换技术和设置服务器集群策略三个角度实现。大型的网络一般都是由大量专用技术设备组成的，如包括防火墙、路由器、第2层/3层交换机、负载均衡设备、缓冲服务器和Web服务器等。如何将这些技术设备有机地组合在一起，是一个直接影响到网络性能的关键性问题。基于四层交换技术的负载均衡，这种技术是在第四层交换机上设置Web服务的虚拟IP地址，这个虚拟IP地址是DNS服务器中解析到的Web服务器的IP地址，对客户端是可见的。当客户访问此Web应用时，客户端的Http请求会先被第四层交换机接收到，它将基于第四层交换技术实时检测后台Web服务器的负载，根据设定的算法进行快速交换。常见的算法有轮询、加权、最少连接、随机和响应时间等。基于七层交换技术的负载均衡 ，这种技术主要用于实现Web应用的负载平衡和服务质量保证。它与第四层交换机比较起来有许多优势：第七层交换机不仅能检查TCP/IP数据包的TCP和UDP端口号，从而转发给后台的某台服务器来处理，而且能从会话层以上来分析Http请求的URL，根据URL的不同将不同的Http请求交给不同的服务器来处理，甚至同一个URL请求可以让多个服务器来响应以分担负载，它实际上要与服务器建立多个会话连接，得到多个对象。
因此我们在引入交换机应用某种负载均衡方案时，首先要确定当前及将来的应用需求，然后在成本与收益之间做出权衡。无论采用哪种负载均衡方案，都必须重点考虑以下问题：
性能：性能是引入均衡方案时需要重点考虑的问题，但也是一个最难把握的问题。性能的优劣与负载均衡设备的处理能力、采用的均衡策略息息相关，并且有两点需要注意：均衡方案对服务器群整体性能的改善，这是响应客户端连接请求速度的关键；负载均衡设备自身的性能，避免有大量连接请求时自身性能不足而成为服务瓶颈。
可扩展性：合适的均衡解决方案应能均衡不同操作系统和硬件平台之间的负载，能均衡HTTP、邮件、新闻、代理、数据库、防火墙和 Cache等不同服务器的负载，并且能以对客户端完全透明的方式动态增加或删除某些资源。
灵活性：均衡解决方案应能灵活地提供不同的应用需求，满足应用需求的不断变化。在不同的服务器群有不同的应用需求时，应有多样的均衡策略提供更广泛的选择。
可靠性：在对服务质量要求较高的站点，负载均衡解决方案应能为服务器群提供完全的容错性和高可用性。但在负载均衡设备自身出现故障时，应该有良好的冗余解决方案，提高可靠性。
易管理性：不管是通过软件还是硬件方式的均衡解决方案，我们都希望它有灵活、直观和安全的管理方式，这样便于安装、配置、维护和监控，提高工作效率，避免差错。
