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梭子魚高校數(shù)字圖書館系統(tǒng)負(fù)載均衡解決方案
2011-12-05   中國IT運(yùn)維網(wǎng)

前言:

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的學(xué)習(xí)已成為一種新的學(xué)習(xí)理念和學(xué)習(xí)環(huán)境,并改變了高校園區(qū)內(nèi)師生的學(xué)習(xí)生活。但隨著訪問量的激增,如何構(gòu)建面向全校的圖文信息資源中心共享平臺,以確保平臺在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和高服務(wù)品質(zhì)是需要解決的關(guān)鍵問題。尤其是當(dāng)大規(guī)模并發(fā)訪問時所帶來的網(wǎng)絡(luò)中各個核心部分業(yè)務(wù)量上升,訪問量和數(shù)據(jù)流量增長,相應(yīng)的處理能力和計(jì)算強(qiáng)度也迅速增大,從而引起核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過載,網(wǎng)絡(luò)瓶頸和網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題。在這種情況下,單純追求高性能硬件來解決問題,無疑會造成高額的成本投入;而且,性能再優(yōu)秀的設(shè)備也無法應(yīng)對當(dāng)前和今后快速增長的業(yè)務(wù)量的需求。因此, 研究負(fù)載均衡技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中的實(shí)際應(yīng)用,成為解決上述問題的重要手段。

項(xiàng)目概況:

· 該技術(shù)學(xué)院是一所教育部認(rèn)可的民辦三級學(xué)院,在校師生超過7000人。

· 該學(xué)院面向教育網(wǎng)絡(luò)化信息化,建立了一套完善的現(xiàn)代數(shù)字圖書館體系。系統(tǒng)整合了學(xué)院自動化圖書查詢體系,中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,維普期刊,超星圖書,書生圖書,CNKI等多個子系統(tǒng)。

· 系統(tǒng)所有服務(wù)器都同時運(yùn)行著W eb 應(yīng)用、APP 應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫服務(wù); 而資源利用率、服務(wù)器配置等的差異也造成了服務(wù)器負(fù)載的差異。例如,中國期刊網(wǎng)服務(wù)器和超星電子圖書服務(wù)器負(fù)載過高,不能提供高性能的應(yīng)用服務(wù),而書生電子圖書服務(wù)器負(fù)載一般。

· 而且由于各種應(yīng)用不同,雜亂而沒有規(guī)劃,造成系統(tǒng)負(fù)荷居高不下,但用戶并發(fā)量卻上不去。例如附書光盤下載流量具有突發(fā)性,可以考慮采用最少連接數(shù)算法來提供服務(wù);圖書館書目檢索流量穩(wěn)定,占用服務(wù)器資源少,可考慮采用輪詢算法;學(xué)術(shù)期刊服務(wù)器采用優(yōu)先權(quán)算法,擁有全文數(shù)據(jù)的服務(wù)器優(yōu)先權(quán)高等。而這些,在之前的部署之中都是沒有考慮到的。 

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu): 

客戶需求: 

· 提供全面的多種應(yīng)用的服務(wù)器負(fù)載均衡實(shí)際方案。

· 通過HA方式保證系統(tǒng)的7x24小時服務(wù),提供基于應(yīng)用的健康檢查機(jī)制。保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定,高可靠性。

· 應(yīng)用服務(wù)器群包含多個Web服務(wù)器、APP服務(wù)器和FTP服務(wù)器等;數(shù)據(jù)庫服務(wù)器群由各種數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,如SQL Sever、TRS Server、MySql、KBASE和Sybase等組成,需要將Web應(yīng)用、App應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫服務(wù)在物理上分開,提升信息平臺的整體性能;合理規(guī)劃應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行分流,增強(qiáng)帶寬使用,提高同時接入的用戶并發(fā)量。

· 建議的方案必須最小限度的影響現(xiàn)有系統(tǒng),并且在將來有很好的擴(kuò)展性。

梭子魚負(fù)載均衡解決方案: 

· 采用兩臺梭子魚安全負(fù)載均衡機(jī)LB440的雙機(jī)HA冗余結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)如下表所述的分項(xiàng)規(guī)劃每個應(yīng)用的負(fù)載均衡。

 

序號

應(yīng)用名稱(調(diào)整前) 

應(yīng)用類別(調(diào)整前) 

應(yīng)用名稱(調(diào)整后) 

應(yīng)用類別(調(diào)整后) 

圖書館網(wǎng)站

W eb Server 

圖書館舊版網(wǎng)站

備份服務(wù)器

信息雷達(dá)采集系統(tǒng)

W eb Server 

中國期刊網(wǎng)

W eb Server 

DB Server 

超星電子圖書

圖書館書目檢索

維普科技期刊

W eb Server 

維普科技期刊

W eb Server

DB Server 

超星電子圖書

圖書館書目檢索

維普科技期刊

W eb Server 

超星電子圖書

W eb Server 

DB Server 

書生電子圖書

中國期刊網(wǎng)

圖書館自建數(shù)據(jù)庫

W eb Server 

書生電子圖書

W eb Server 

DB Server 

附書光盤下載

圖書館網(wǎng)站

TRS 統(tǒng)一檢索平臺

W eb Server 

圖書館自動化系統(tǒng)

DB Server 

圖書館網(wǎng)站

TRS 統(tǒng)一檢索平臺

W eb Server 

TRS 統(tǒng)一檢索平臺

圖書館自建數(shù)據(jù)庫

W eb Server 

DB Server 

書生電子圖書

中國期刊網(wǎng)圖書館

自建數(shù)據(jù)庫

附書光盤下載

W eb Server 

圖書館自動化系統(tǒng)

DB Server 

圖書館自動化系統(tǒng)

DB Server 

 

 

KBASE 服務(wù)器

DB Server 

10 

新增服務(wù)器

-

SQL Server 服務(wù)器

MYSQL 服務(wù)器

DB Server 

11 

 

 

TRS Server 服務(wù)器

DB Server 

12 

 

 

圖書館自動化查詢系統(tǒng)(管理專用)

DB Server 

· 針對各種子系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀, 梭子魚LB440分別采用不同的算法來實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的流量管理(見下表) 。

 

應(yīng) 用

算 法

說  明

書生電子圖書

輪詢算法

電子圖書只能在線閱讀,流量比較穩(wěn)定,而且服務(wù)器配置基本一致,可考慮采用輪詢算法。

超星電子圖書

最少連接數(shù)算法

超星電子圖書下載流量具有突發(fā)性,建議采用最少連接數(shù)算法來提供服務(wù)。

維普科技期刊

優(yōu)先權(quán)重算法

擁有全文數(shù)據(jù)的服務(wù)器優(yōu)先權(quán)高,另一臺需遠(yuǎn)程調(diào)用外網(wǎng)期刊數(shù)據(jù)的服務(wù)器優(yōu)先權(quán)低。

附書光盤下載

最少連接數(shù)算法

附書光盤下載流量具有突發(fā)性,建議采用最少連接數(shù)算法來提供服務(wù)。

圖書館書目檢索

輪詢算法

圖書館書目檢索流量穩(wěn)定,占用服務(wù)器資源少,可考慮采用輪詢算法。

⋯⋯

⋯⋯

⋯⋯⋯

· 采用梭子魚LB440豐富的會話保持機(jī)制,對應(yīng)用訪問的一致性進(jìn)行控制。

· 采用梭子魚多種健康檢查方法,及梭子魚獨(dú)有的隱形心跳線設(shè)計(jì)支持下的秒級切換和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換時應(yīng)用的連貫性。

· 基于應(yīng)用的結(jié)構(gòu),便于以后更多系統(tǒng)無縫拓展。性價比最優(yōu)的解決方案,保護(hù)用戶的投資。

為什么選擇梭子魚: 

· 高性能:梭子魚LB440應(yīng)用交換機(jī)提供業(yè)界至強(qiáng)的服務(wù)器負(fù)載均衡性能,支持每秒100,000的新建連接, 900萬的并發(fā)連接。

· 強(qiáng)大的安全保護(hù):梭子魚安全負(fù)載均衡機(jī)內(nèi)置集成了IPS實(shí)時安全防護(hù)系統(tǒng),可以檢測并阻擋1000多種入侵攻擊和DOS攻擊。

關(guān)鍵技術(shù)闡述:

·          IP及Cookie的會話保持 

梭子魚負(fù)載均衡機(jī)可以選擇采用IP或Cookie保持的方式,充分保證會話一致性,為各種關(guān)鍵應(yīng)用提供可靠的會話保持特性。

·         完全冗余鏡像/“心跳”技術(shù)實(shí)時監(jiān)控 

  梭子魚負(fù)載均衡機(jī)的冗余配置非常簡單,它們之間不需要任何的特殊電纜相連,只要可以IP尋址到即可,物理拓樸為簡單易行的路由模式。當(dāng)一臺梭子魚負(fù)載均衡機(jī)由于檢修或故障的原因停機(jī)后,這時另一臺梭子魚負(fù)載均衡機(jī)會以最快的速度接管其工作。同時,梭子魚負(fù)載機(jī)秒級故障切換技術(shù),確保了各應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。

·         先進(jìn)的服務(wù)器管理技術(shù) 

  梭子魚負(fù)載均衡機(jī)可以對不同性能的服務(wù)器進(jìn)行加權(quán)計(jì)算,對性能好的服務(wù)器可以多分擔(dān)一些流量。對有用戶數(shù)限制的服務(wù)器,梭子魚負(fù)載均衡機(jī)通過連接數(shù)限制技術(shù),從而保證服務(wù)器連接不會超過限制,同時也保證了性能一般的服務(wù)器不會因?yàn)檫B接太多而宕機(jī)。 梭子魚負(fù)載均衡共有兩種調(diào)度類型,三種動態(tài)權(quán)重調(diào)度方式。

·   多層實(shí)時的服務(wù)器健康檢查 

  梭子魚負(fù)載均衡機(jī)會實(shí)時地對后臺服務(wù)器進(jìn)行健康檢查,并決定在真實(shí)服務(wù)器不可用情況下服務(wù)如何處理。梭子魚負(fù)載均衡機(jī)服務(wù)監(jiān)控機(jī)制可以通過3/4層上(PING, PORT 等)以及7層 (DNS, HTTP, SMTP 等)來實(shí)現(xiàn)。

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