多链路负载均衡实现原理Word文档下载推荐.docx

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四、F5技术特色11

一、F5多链路负载均衡产品

F5公司的应用交换机BIGIP（1000、2400、5100），链路控制器Linkcontroller（1000、2400），以及BIGIP（1000、2400、5100）ComboLCModule（就是BIGIP应用交换机上加载Linkcontroller软件功能模块），这三类产品可以实现单向或双向多链路负载均衡的功能，匹配不同的客户需求，应该根据具体情况确定适用的产品。

需要指出的是，这三类产品都运行目前的PTF4.5.10或4.6.X软件版本。

在F5新的V9产品体系架构中，目前不支持双向多链路负载均衡功能。

F5多链路负载均衡产品体系架构：

二、BIGIP/Linkcontroller/BIGIPComboLC区别

F5公司提供三种多链路负载均衡解决方案的产品：

●BIGIP

●Linkcontroller

●BIGIPComboLCModule

采用F5公司的BIGIP，可以实现由内向外的单向多链路负载均衡；

Linkcontroller或者BIGIPComboLCmodule都可以实现双向的链路负载均衡，其中后者能够实现最为复杂的链路负载均衡需求，并包含BIGIP的所有功能，例如：

SSLProxy，iRules，IPFilter等等。

✧BIGIP特色：

Ø

提供Outbound流量的多链路负载均衡（单向）

对于Inbound流量，能够保证从哪条链路进来，从哪条链路返回

支持自动检测和屏蔽故障多出口链路

支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的Outbound流量

支持多链路动态冗余，流量比率和智能切换

支持Layer2－7交换和流量管理控制功能

灵活的iRules，可以保证客户对链路选择的复杂要求

完全支持各种应用服务器负载均衡，防火墙负载均衡

多层安全增强防护，抵挡黑客攻击

免费附送100TPS的SSL加速功能

业界领先的双机冗余切换机制

对于用户完全透明

对所有应用无缝支持

业界优异的硬件平台和性能

稳定，安全的设备运行记录

适用环境：

多条不对等的链路，例如：

在普教的校校通网络中，存在一条中国电信链路和一条教育网链路，对于Inbound流量来说，Internet用户只能从中国电信链路进来，校校通用户（教育网用户由于DNS导向）从教育网进来最优，这个时候，Inbound流量负载均衡失去存在的意义，没有配置的必要了。

然而对于普教的教育城域网用户，两条链路都能访问Internet，因此需要Outbound流量负载均衡，考虑到访问教育网资源还是走教育网最优，需要配置iRules来做链路选择。

综上所述，在此类环境下，选择BIGIP做Outbound单向链路负载均衡是最佳选择。

✧Linkcontroller的特色：

提供Outbound流量的多链路负载均衡

提供Inbound流量的多链路负载均衡（双向）

支持多种静态和动态算法智能均衡多个ISP链路的流量

支持特有的链路负载均衡算法（CompletionRate，GlobalAvailability，hops，kilobytes/second，leastconnections，PacketRate，QualityofService，Random，Ratio，RoundRobin，RoundTripTime，StaticPersist，VSCapacity）

支持基于每条链路限制流量大小

支持多种DNS解析和规划方式，适合各种用户网络环境

支持服务器负载均衡，防火墙负载均衡

多条对等的链路，能出能进。

适用于需要双向多链路负载均衡（不需复杂的链路选择－iRules），不需或需要简单BIGIP功能的用户环境。

对于既做链路负载均衡，防火墙负载均衡以及服务器负载均衡的用户环境而言，链路负载均衡产品一般选择Linkcontroller，校园网用户例外。

✧BIGIPComboLCModule的特色：

适用于需要双向多链路负载均衡，又需要复杂的链路选择（iRules），或者需要全部BIGIP功能（包含SSLProxy，iRules，IPFilter等）的用户环境。

三、多链路负载均衡实现原理

下图是一个典型的F5多出口链路负载均衡解决方案的应用案例。

图中F5多链路负载均衡设备通过ISP1和ISP2接入Internet。

每个ISP都分配给该网络一个IP地址网段，假设ISP1分配的地址段为100.1.1.0/24，ISP2分配的地址段为200.1.1.0/24（此处的200.1.1.0/24表示网络IP地址段为：

200.1.1.0，子网掩码为24位，即255.255.255.0）。

同样，Internet知道通过ISP1访问100.1.1.0/24，通过ISP2访问200.1.1.0/24。

网络中的主机和服务器都属于私有网段192.168.1.0/24。

多链路负载均衡设备解决方案就是在内部交换机和连接ISP的路由器之间，跨接一台多链路负载均衡设备应用交换机，所有的地址翻译和Internet链路优化全部由多链路负载均衡设备来完成。

如果网络中有防火墙，可以选择由防火墙来做地址翻译。

3.1Outbound流量负载均衡实现原理

F5多链路负载均衡设备主要采用以下几种技术来处理Outbound流出流量。

DefaultGatewayPool

在DefaultGatewayPool中，定义相应的ISP对端路由器地址，作为负载均衡的对象，并且可以捆绑健康检查，负载均衡算法以及会话保持等属性。

DefaultGatewayPool中的Nodes定义为多个F5多链路负载均衡设备的缺省路由。

IRules

对于复杂的链路选择需求，可以使用F5独有的irules来定义。

WildcartVirtualServer

WildcartVirtualServer－0.0.0.0:

0/internal，WildcartVirtualServer是指0.0.0.0这个特殊的虚拟服务器，一般用于捆绑DefaultGatewayPool。

SNAT/SNATAutomap

对于Outbound流量的地址翻译，F5多链路负载均衡设备使用了称为SNAT的方法。

当选定一个路由器（某一个ISP）传送Outbound流量时，多链路负载均衡设备将选择该ISP提供的地址。

在上图中，如果多链路负载均衡设备选择ISP1作为Outbound流量的路径，则它将把内部的主机地址192.168.1.A翻译为100.1.1.A，并作为Outbound数据包的源地址。

同样，如果多链路负载均衡设备选择ISP2作为Outbound流量的路径，则它将把内部的主机地址192.168.1.A翻译为200.1.1.A，并作为Outbound数据包的源地址。

当F5多链路负载均衡设备定义：

将内部的主机地址翻译为VlanSelf-IP时，即100.1.1.A=100.1.1.2，200.1.1.A＝200.1.1.2时，称为SNATAutomap。

3.2Inbound流量负载均衡实现原理

F5多链路负载均衡设备主要采用以下几种技术来处理Inbound流入流量。

DNS解析器（WideIP）

Inbound流量负载均衡的核心技术是DNS解析的问题。

外部用户访问在DNS请求时，就通过F5多链路负载均衡设备获知了链路的健康状况和链路优先选择，这样多链路负载均衡设备必须承担部分DNS的功能，以便返回给用户相应的访问IP地址。

F5多链路负载均衡设备支持A记录和*记录解析。

WideIP可以捆绑各种Inbound负载均衡算法：

CompletionRate，GlobalAvailability，hops，kilobytes/second，leastconnections，PacketRate，QualityofService，Random，Ratio，RoundRobin，RoundTripTime，StaticPersist，VSCapacity。

VirtualServer/NetworkVirtualServer/TransparentVirtualServer

由于所有的F5多链路负载均衡设备可以兼做服务器负载均衡，因此F5返回给用户DNS解析是VirtualServer；

对于一些特殊的场合，需要配置一些特殊的VirtualServer，例如：

NetworkVirtualServer以及TransparentVirtualServer。

ForwardingPool

有的情况下，既不需要地址翻译，有不需要服务器负载均衡，但是又需要pool的一些特性时（例如：

AutoLasthop），必须配置ForwardingPool。

Lasthoppool/AutoLasthop

F5的Lasthop功能，称为基于连接的路由，用在F5处理数据包回应时，会根据上一跳路由设备的MAC地址，确定返回路径，以便正确返回给最初发起访问数据包的网络设备。

NAT

对于直接通过IP地址进行访问的Inbound流量，并且内部主机需要Outbound访问，需要配置相应的NAT记录，来保证从多条链路都能访问内部服务器，与VirtualServer加上SNAT功能相当（细节有所不同）。

对于Email而言，由于外部Email服务器需要进行地址反向解析，因此使用VirtualServer+SNAT方式。

四、F5技术特色

✧F5多链路负载均衡设备集多功能为一身（AllInABox）

✧灵活的产品选择，满足客户的不同需求

✧详细的链路状态监控和报表

✧丰富的链路选择算法（静态，动态以及特殊Inbound负载均衡算法）

✧内置安全防护机制

✧支持F5独有的iControl技术