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Tags : GSLB，全局負(fù)載均衡俐镐，DNS

What is GSLB

Global Server Load Balancing

中文:全局負(fù)載均衡

SLB(Server load balancing)是對(duì)集群內(nèi)物理主機(jī)的負(fù)載均衡佩抹，而GSLB是對(duì)物理集群的負(fù)載均衡棍苹。
這里的負(fù)載均衡可能不只是簡(jiǎn)單的流量均勻分配,而是會(huì)根據(jù)策略的不同實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的應(yīng)用交付枢里。

GSLB是依賴于用戶和實(shí)際部署環(huán)境的互聯(lián)網(wǎng)資源分發(fā)技術(shù)栏豺，不同的目的對(duì)應(yīng)著一系列不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)奥洼。

Why GSLB

總結(jié)為:

• 高可用性
• 更快的響應(yīng)時(shí)間
• 多版本分發(fā)

具體：

1. Disater recovery,發(fā)生故障時(shí)提供一個(gè)備用的位置來(lái)獲取資源或者能提供可簡(jiǎn)易調(diào)整流量的裝置灵奖，或兩者都能提供。
2. Load sharing,基于多個(gè)地理位置的流量分發(fā)骡尽，可以做到：

a.盡量節(jié)省帶寬
b.限制給定位置的能力
c.限制暴露斷電,地理災(zāi)害等問(wèn)題

3. Performance,將資源置于離用戶更近的地方爆阶，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)辨图。
4. 多版本,根據(jù)本地政策提供不同版本的資源故河，或者根據(jù)自定義的規(guī)則提供為特殊用戶提供特殊版本鱼的，如灰度交付等痘煤。

How implements GSLB

主流的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

DNS

GSLB會(huì)替代最終的DNS的服務(wù)器從而實(shí)現(xiàn)自己的解析策略衷快，返回給用戶最合適的IP(列表)蘸拔。

As-DNS-Server

一個(gè)普通的DNS請(qǐng)求：

① 用戶提交域名
② 客戶端解析域名
③ DNS服務(wù)器解析出IP
④ 客戶端請(qǐng)求IP
⑤ 返回結(jié)束

加入了GSLB的請(qǐng)求：

① 提交域名
② 客戶端解析域名
③ NS解析到GSLB-
④ GSLB解析并返回IP
⑤ 客戶端請(qǐng)求IP
⑥ 返回結(jié)束

特點(diǎn)：

• 這個(gè)技術(shù)對(duì)原業(yè)務(wù)的侵入性最小调窍，被商業(yè)ADC廣泛實(shí)現(xiàn)邓萨，如A10，F(xiàn)5等湿刽。

• 但是可以得到的信息很有限褐耳，IP的定位只能靠Local DNS铃芦，因?yàn)榈貌坏皆碔P.

HTTP redirection

使用HTTP重定向?qū)?nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)到不同位置.

a. 請(qǐng)求的域名均解析為GSLB機(jī)器的IP.
b. GSLB根據(jù)源IP等信息解析出新的IP并使用HTTP重定向技術(shù)將用戶請(qǐng)求重定向到目標(biāo)主機(jī).

HTTP-Redirection

請(qǐng)求過(guò)程：

    ① 提交域名
    ② 客戶端解析域名
    ③ DNS解析域名為GSLB
    ④ 客戶端提交請(qǐng)求給GSLB服務(wù)器
    ⑤ GSLB解析出目標(biāo)IP并發(fā)起HTTP轉(zhuǎn)發(fā)
    ⑥ 客戶讀轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求到目標(biāo)IP
    ⑦ 返回結(jié)束
    

特點(diǎn)：

• 這個(gè)方案只適用于HTTP.

• 這個(gè)方案的實(shí)現(xiàn)可以是L7負(fù)載均衡工具如Nginx仁烹、HTTPD等

IP Route

更改IP首部實(shí)現(xiàn)使用跳轉(zhuǎn).并利用IP tunneling技術(shù)實(shí)現(xiàn)只對(duì)請(qǐng)求負(fù)載均衡(響應(yīng)直接返回).

a. 請(qǐng)求的域名均解析為GSLB機(jī)器的IP.
b. 負(fù)載均衡設(shè)備可以解析出目標(biāo)地址,然后封裝IP包發(fā)給目標(biāo)地址.
c. 目標(biāo)服務(wù)器收到請(qǐng)求包并處理,解析出被封裝的IP包可以得到客戶端地址,把響應(yīng)直接返回.

Route-Injection.png

請(qǐng)求過(guò)程:

① 提交域名
② 客戶端解析域名
③ DNS解析域名為GSLB-
④ 客戶端提交請(qǐng)求給GSLB服務(wù)器
⑤ GSLB發(fā)送請(qǐng)求到目標(biāo)服務(wù)器
⑥ 目標(biāo)服務(wù)器直接返回請(qǐng)求給客戶端結(jié)束

特點(diǎn)

• 這個(gè)方案能解決不能獲得源IP和HTTP Only的問(wèn)題，也不會(huì)成為性能瓶頸.但由于是IP層的LB征唬，因此得到的信息很有限茁彭，也就是做分發(fā)的策略會(huì)很有限.***

• 實(shí)現(xiàn)方式主要就是LVS的VS/TUN模式.如果自己編寫會(huì)更靈活理肺，但難度較大.***

統(tǒng)一調(diào)度服務(wù)層

客戶端SDK+調(diào)度服務(wù)完成GSLB設(shè)備的功能妹萨。

a. 客戶端使用原地址請(qǐng)求服務(wù)時(shí)乎完，SDK會(huì)交付一個(gè)解析過(guò)的地址給客戶端.(或?qū)W(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求模塊做Proxy)
b. SDK會(huì)通過(guò)一定的策略從調(diào)度服務(wù)中獲取解析地址(一個(gè)或多個(gè)).
c. SDK和調(diào)度服務(wù)會(huì)某種形式保持聯(lián)系(HTTP or TCP).
d. 出于性能考慮，SDK本身有Cache功能同時(shí)有時(shí)效限制(TTL)霍弹。

Schedule-Layer

調(diào)用試請(qǐng)求過(guò)程:

① 客戶端請(qǐng)求
② 調(diào)用SDK
③ SDK沒(méi)有命中緩存
④ SDK請(qǐng)求調(diào)度服務(wù)
⑤ 調(diào)度服務(wù)返回新地址
⑥ 客戶端用新地址發(fā)起請(qǐng)求
    

代理式請(qǐng)求過(guò)程:

① 客戶端發(fā)起請(qǐng)求
② 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求Proxy攔截請(qǐng)求
③ Proxy沒(méi)有命中緩存
④ Proxy請(qǐng)求調(diào)度服務(wù)
⑤ 調(diào)度服務(wù)返回新地址
⑥ Proxy請(qǐng)求新地址

特點(diǎn)

• 讓客戶端(SDK)具備了負(fù)載均衡知識(shí),而因此讓服務(wù)端可以獲得任何想要知道的信息，從而可以做更全面的解析策略台丛，但侵入性是最大的。

常見(jiàn)策略實(shí)現(xiàn)

1. 地理區(qū)域变汪。地理&IP表蚁趁。
2. IP權(quán)重，為每個(gè)IP分配權(quán)重番官，權(quán)重決定流量比例徘熔。
3. 往返時(shí)間RTT淆党，分active RTT(請(qǐng)求時(shí)ping)和passive RTT(采集tcp的syn->act的時(shí)間)染乌。
4. 業(yè)務(wù)自定義條件,如根據(jù)語(yǔ)言,UserID等.

方案的對(duì)比

方案1：

工具：使用現(xiàn)有的商用解決方案：F5慕匠，A10 Thunder.
優(yōu)點(diǎn)：
  能靈活配置GSLB,滿足就近選擇台谊，位置備份等基本GSLB需求锅铅。
  除了GSLB以外，還能帶來(lái)對(duì)性能和安全的全解決方案玩荠，如防DDos阶冈，硬件加速SSL加解密等等女坑。
  當(dāng)我們的業(yè)務(wù)群越來(lái)越龐大時(shí)匆骗，這些需求會(huì)越來(lái)越迫切。

缺點(diǎn)：
  貴盟广。

方案2

工具：編寫HTTP轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)或使用Nginx,HTTPD
優(yōu)點(diǎn)：自由實(shí)現(xiàn)，HTTP層可獲取的信息更多因此LB策略更靈活.
缺點(diǎn)：只能是HTTP的轉(zhuǎn)發(fā)骏庸，另外可能會(huì)成為性能瓶頸.

方案3

工具：使用LVS的VS/TUN模式
優(yōu)點(diǎn)：free
缺點(diǎn): 能實(shí)現(xiàn)的LB策略只能是LVS所支持的那些具被，如果想自己定義似乎不可能只损。

方案4

工具：編寫統(tǒng)一調(diào)度服務(wù)
優(yōu)點(diǎn)：有HTTP轉(zhuǎn)發(fā)的所有優(yōu)點(diǎn)跃惫，而且不需要流量經(jīng)過(guò)爆存，因此性能要比HTTP轉(zhuǎn)發(fā)高很多。
缺點(diǎn)：
  1. 需要客戶端的參與携冤。（基本排除了瀏覽器和升級(jí)困難）曾棕。稍顯復(fù)雜的緩存策略翘地。
  2. 這個(gè)服務(wù)會(huì)成為一個(gè)`移動(dòng)接入層`衙耕，將會(huì)具備相當(dāng)規(guī)模。(成本)渴杆。

總結(jié)

選擇方案首先選擇能完全滿足自己業(yè)務(wù)需求的方案.然后在從中選擇功能&性能/價(jià)格比最高的.

以上四個(gè)方案，也可以分為L(zhǎng)7層和其他.對(duì)于需要更多業(yè)務(wù)信息參與的負(fù)載均衡囊拜，則必須從7層協(xié)議入手.

方案2和方案4都可以解析7層協(xié)議的內(nèi)容冠跷，其中方案4則能更靈活的實(shí)現(xiàn)通用的負(fù)載均衡,條件是必須有客戶端的支持.因此如果能解決客戶端的問(wèn)題則方案4是比較好的方案蜜托，否則只能選擇方案2了.

另外也不一定選擇一種方案橄务，能有效結(jié)合這些方案會(huì)使負(fù)載均衡能力更強(qiáng)大.

比如方案4無(wú)法干預(yù)瀏覽器的請(qǐng)求,這個(gè)時(shí)候就需要使用其他方案來(lái)彌補(bǔ)(方案1,2,3皆可).

同時(shí)還要區(qū)分動(dòng)態(tài)資源和靜態(tài)資源的請(qǐng)求，以上方案主要使針對(duì)動(dòng)態(tài)資源的負(fù)載均衡,對(duì)于靜態(tài)資源,CDN提供了更好的解決方案.

參考資料：

Citrix的NetScaler說(shuō)明書： http://support.citrix.com/servlet/KbServlet/download/22506-102-671576/gslb-primer_FINAL_1019.pdf

GSLB和CND: http://blog.csdn.net/u010340143/article/details/9062213

智能DNS: http://www.cnblogs.com/peon/archive/2007/12/30/1021219.html

負(fù)載均衡: http://blog.arganzheng.me/posts/load-balance.html

LVS: http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs1.html