F5多链路负载均衡解决方案
F5 network 链路及服务器负载均衡解决方案
F5 network 链路及服务器负载均衡解决方案2002.11.25链路负载平衡：多归属网络智能流量管理解决方案概览随着企业采用互联网传送关键任务内容和应用，只与公共网络保持一个链路就意味着单点故障和严重的网络隐患。
因此，提供多个网络连接已成为构建可靠和容错的数据中心的关键部分。
F5 的 BIG-IP®链路控制器 (BIG-IP LINK CONTROL 2000) 为希望增加其互联网连接可用性和性能的企业提供了一个解决方案。
BIG-IP 链路控制器提供了一个综合解决方案：-提供可靠的网络连接-管理多个链路上的入站 / 出站流量-通过最佳性能链路发送流量-增加链路可扩充性和吞吐量-实现最大的企业连接投资回报率-消除带有 BGP （边缘网关漫游）的多归属的部署障碍和成本多归属和 ISP 负载平衡的挑战显而易见，高可用性是部署多个互联网链路的主要推动因素之一。
一个平常的互联网中断即可使企业在冗余系统上的所有投资变得毫无用处。
同时，从物理网络组件到互联网服务提供商（ ISP ）本身，连接的任何地方都有可能发生故障，给企业和其客户带来重大停机事件和财务损失。
互联网连接的成本和可扩充性也是大多数企业的考虑重点。
如果仅有一个连接，企业必需确保他们在一条线路上购买了足够的带宽，以满足他们的吞吐量需求。
在许多情况下，这会导致站点的过度供应（尝试提供过多的保护和可扩充性）。
由于企业的业务依赖于单一 ISP ，企业还必须确信他们选择的服务提供商拥有良好的正常运行记录。
此外，一些企业也考虑采用多站点部署来解决可用性问题。
对于许多中小企业而言，开设第二个数据中心来增强可用性保护受到资金的限制。
许多企业还面临着在多个数据中心上提供 Web 应用和服务主机服务的复杂技术问题。
他们寻求一种更简单、成本更低的方法来提高其站点的可靠性。
多归属和流量管理“多归属”这个技术术语是指通过多个连接与互联网相连的网络。
多归属的重要意义不在于拥有多个链路，而是如何优化管理在这些连接上以及常常是在不同 ISP 之间传输的流量。
F5LC链路负载均衡解决方案
F5LC链路负载均衡解决方案F5 LC（Link Controller）是F5 Networks公司推出的一种链路负载均衡解决方案，旨在提高网络服务的可用性、性能和安全性。
该解决方案利用Link Controller设备将流量分配到多个服务器或数据中心，以实现负载均衡和故障转移。
以下将详细介绍F5 LC链路负载均衡解决方案的原理、特点和应用场景。
一、F5LC链路负载均衡解决方案的原理1.数据链路层分析：F5LC设备在数据链路层收集和分析流量信息，包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口等。
2.流量分配策略：根据预设的流量分配策略，F5LC设备将接收到的流量分配到不同的服务器或数据中心。
3.流量转发：F5LC设备根据分配策略将流量转发到指定的服务器或数据中心，以实现负载均衡和故障转移。
4.健康检查：F5LC设备定期对服务器或数据中心进行健康检查，以确保它们正常工作。
如果发现故障，则自动将流量转发到其他正常的服务器或数据中心。
5.数据链路层回复：F5LC设备从服务器或数据中心接收响应数据，并将其返回给请求的客户端。
二、F5LC链路负载均衡解决方案的特点1.高可用性：F5LC链路负载均衡解决方案采用主备模式，当主设备发生故障时，备设备可以自动接管负载均衡功能，保证网络服务的连续性。
2.灵活的流量分配策略：F5LC链路负载均衡解决方案提供多种流量分配策略，包括轮询、加权轮询、最少连接、源IP散列等，可以根据实际需求选择合适的策略。
3. 多种链接层协议支持：F5 LC链路负载均衡解决方案支持多种链接层协议，包括Ethernet、Fast Ethernet、Gigabit Ethernet、ATM等，可以适用于不同的网络环境。
4.高性能：F5LC设备采用硬件加速技术和专用硬件芯片，可以实现高速的数据处理和转发，保证网络服务的性能。
5.强大的安全性：F5LC链路负载均衡解决方案支持SSL加密和认证技术，可以保护交换的数据安全，同时还支持DDoS攻击防护、防火墙和入侵预防系统等安全功能。
F5多出口链路负载均衡解决方案_Linkcontroller要点
F5 Networks多出口链路负载均衡解决方案建议F5 Networks郑志勇2005-12-23目录一．多出口链路负载均衡需求分析 (3)二．多出口链路负载均衡解决方案概述 (4)2.1多出口链路负载均衡网络拓朴设计 (4)2.2方案描述 (5)2.3方案优点 (6)2.3.1 拓扑结构方面 (6)2.3.2安全机制方面 (6)三．技术实现 (7)3.1F5多出口链路负载均衡（产品选型：L INKCONTROLLER 2400） (7)3.2O UTBOUND流量负载均衡实现原理 (8)3.3I NBOUND流量负载均衡实现原理 (9)3.4在链路负载均衡环境中的DNS设计和域名解析方式 (11)3.4.1 Root DNS（注册DNS）直接与F5多链路负载均衡器配合 (11)3.4.2 Root DNS（注册DNS）通过第三方DNS Server与F5多链路负载均衡器配合（我们建议这种方式） (12)3.5F5设备双机冗余----毫秒级切换原理 (14)3.6S TATEFUL F AIL O VER 技术（与F5设备双机冗余有关） (15)四．产品介绍 (16)4.1F5L INKCONTROLLER 2400 (16)五．F5多链路负载均衡成功案例举例 (22)５.1政府 (22)５.２教育行业 (23)５.３金融行业 (24)附录１南北电信互访问题 (25)附录２传统的链路冗余方案及BGP方案缺点 (26)附录３对附录一，二的案例分析 (28)一．多出口链路负载均衡需求分析为了保证XXXX出口链路的高可用性和访问效率，举例计划拥有两条线路：一条中国网通链路，一条中国电信链路。
F5公司的多链路负载均衡设备（Linkcontroller）能够提供独具特色的解决方案，不但能够充分利用这两条链路（双向流量按照预设的算法分担到不同的链路上，一旦一条链路不通的情况下，能够无缝切换到另外一条可用链路上）；而且可以根据对不同链路的侦测结果，将最快速的链路提供给外部用户进行响应，从而解决目前广泛存在的多个ISP之间的互联互通问题。
F5 链路负载均衡方案
6
与主要厂商的对比
F5
可用性
Radware Foundry Nortel
组合多种健康检查 高级的负载均衡 基本负载均衡
管理性
IPv6 网关 iSNAT
iRules Link 统计报告 安全的Web 管理 压缩 TCP Express 带宽管理
可扩展LTM服务器负载均衡功能
1 Gbps L7 Traffic
可扩展LTM服务器负载均衡功能
Limited
性能
7
硬件平台选择
BIG-IP 3900 BIG-IP 3600
BIG-IP 1600
Dual core CPU 8 10/100/1000 + 2x 1GB SFP 1x 160 GB HD + 8GB CF 4 GB memory SSL @ 10K TPS / 2 Gb bulk 1 Gbps max software compression
BIG-IP Link Controller
内部与防火墙互联需要3个地址： 1. BIGIP1 IP’’ 2. BIGIP2 IP’’ 3. Floating IP’’（浮动IP，用作网关地址）
防火墙
内部网络
内部服务器
内部用户
4
链路控制器-Link Controller 的主要功能
• 提升可用性
• • 自动管理多条ISP链路 确保关键应用的带宽
Quad core CPU 8 10/100/1000 + 4x 1GB SFP 1x 300 GB HD + 8GB CF 8 GB memory SSL @ 15K TPS / 3.8 Gb bulk 3.8 Gbps max softwac
F5服务器负载均衡解决处理办法
F5服务器负载均衡解决处理办法F5服务器负载均衡是一种非常重要的网络解决方案，用于分发流量和将工作负载均衡到多个服务器。
当服务器面临高负载时，F5负载均衡可确保每个服务器都能按比例分担负载，从而提高整体性能和可靠性。
然而，时常会出现一些与负载均衡相关的问题，下面将就这些问题提供一些解决办法。
1.防止单点故障：如果F5负载均衡器成为单点故障，整个系统的可用性可能会受到影响。
解决这个问题的方法是使用冗余的F5负载均衡器，以便在一个负载均衡器出现故障时，另一个负载均衡器可以接管其工作。
2. 优化会话持久性：在一些情况下，需要确保特定用户的会话一直与同一台服务器保持连接，以提供一致的用户体验。
解决这个问题的方法是配置F5负载均衡器以支持会话持久性，可以基于会话cookie、源IP地址或其他标识符来实现。
3.监视和实施负载均衡规则：监视和调整负载均衡规则可以确保流量按预期进行分发。
可以使用F5负载均衡器提供的监控工具来监视服务器的负载情况，并根据需要调整负载均衡规则，以确保每个服务器都能够平衡地处理流量。
4.优化内容缓存：通过配置F5负载均衡器进行内容缓存，可以减轻后端服务器的负载压力，改善用户体验。
可以根据具体情况配置缓存策略，例如缓存静态内容、动态内容或特定URL的内容。
5.实施SSL加速：如果服务器面临大量的SSL连接请求，可以使用F5负载均衡器来实施SSL加速。
通过配置SSL终止和弱加密解决方案，可以将SSL连接的处理工作从服务器转移到负载均衡器上，以提高性能和吞吐量。
6.错误处理和故障转移：当后端服务器出现故障或无响应时，F5负载均衡器应能够及时检测到并将流量转移到其他可用服务器上。
通过配置适当的健康检查和故障转移策略，可以确保系统对故障具有容错能力。
7.安全性优化：F5负载均衡器可以提供一些安全功能，例如入侵检测和防火墙功能。
通过配置适当的安全策略和规则，可以保护系统免受潜在的网络攻击和威胁。
F5链路负载均衡解决方案LC
F5链路负载均衡解决方案LCF5是一家全球领先的应用交付与安全解决方案提供商，提供了多种链路负载均衡解决方案。
其中，F5的链路负载均衡解决方案LC以其高可用性、灵活性和可扩展性而备受青睐。
本文将详细介绍F5链路负载均衡解决方案LC的特点、工作原理、部署方式和优势。
1.高可用性：F5LC采用活动-备份的部署方式，当主链路故障时，备份链路会立即接管，以保证业务的连续性和可用性。
2.负载均衡：F5LC可以根据不同的负载均衡算法，将流量均匀地分配到多个链路上，避免其中一条链路被过载，提高整体性能。
3.智能流量管理：F5LC可以根据网络状况、链路质量和带宽利用率等因素来智能调整流量分配，以提供最佳的用户体验。
4.安全性：F5LC提供了多种安全特性，如DDoS防护、SSL加密解密、WAF等，以保护网络和应用不受攻击。
5.可扩展性：F5LC支持水平扩展，可以随着业务的增长而添加更多的链路，并自动进行流量分配和故障切换。
F5LC通过在链路前端部署负载均衡设备，将流量均匀地分配到多个链路上，以提高系统的吞吐量和响应速度。
其工作原理如下：1.客户端向F5负载均衡设备发送请求。
2.F5负载均衡设备根据配置的负载均衡算法，选择一条健康的链路，并将请求转发给该链路上的服务器。
3.服务器接收到请求后，处理并返回响应给F5负载均衡设备。
4.F5负载均衡设备将响应返回给客户端。
F5LC可以以硬件形式部署在数据中心的网络架构中，也可以以虚拟化形式部署在云环境中。
具体的部署方式包括以下几种：1.单一数据中心：将负载均衡设备直接部署在数据中心内，用于分发流量到多个服务器。
2.多数据中心：在多个数据中心分别部署负载均衡设备，并通过跨数据中心的链路进行流量分发和故障切换。
3.云环境：将负载均衡设备以虚拟化的形式部署在云平台上，与云服务提供商的负载均衡服务相结合，提供更加可靠的负载均衡能力。
1.高性能：F5LC采用硬件加速和专用芯片技术，能够处理大量的并发请求，满足高负载的需求。
F5链路负载均衡解决方案
F5链路负载均衡解决方案F5是一个网络解决方案提供商，提供了一系列的负载均衡产品和服务。
F5链路负载均衡解决方案被广泛用于大型企业和服务提供商的网络中，用来分发和平衡网络流量，提高网络的性能、可用性和安全性。
1.工作原理-DNS负载均衡：通过在DNS服务器上配置多个A记录，将流量分发到多个服务器上。
-IP负载均衡：通过在F5设备上配置虚拟IP地址，将流量分发到多个服务器上。
-基于内容的负载均衡：通过分析请求的内容，将流量分发到最合适的服务器上。
F5设备上还提供了一些高级功能，用来进一步优化负载均衡效果，如会话持久性、HTTP压缩、SSL加速等。
2.特点-高性能：F5设备使用硬件加速器来提高负载均衡的性能，能够处理大量的网络流量。
-高可用性：F5设备具有冗余和故障转移的功能，当一个设备出现故障时，其他设备能够接管其工作，保证服务的连续性。
-灵活性：F5设备具有高度可配置的参数，可以根据实际需求进行灵活的配置和调整。
-可扩展性：F5设备支持横向扩展，可以通过增加设备来处理更大的流量负载。
-安全性：F5设备提供了一系列的安全功能，如SSL加速、认证和授权等，可以保护网络免受恶意攻击。
3.应用场景-互联网应用：由于互联网应用的访问量通常非常大，需要将流量平衡地分发到多个服务器上才能达到高性能的要求。
-数据中心：数据中心通常具有多个服务器，并且需要在它们之间平衡流量，以提供高可用性和性能。
-电子商务网站：电子商务网站通常需要处理大量的网络流量，将流量均衡分发到多个服务器上，可以确保网站的可用性和性能。
-应用服务器集群：应用服务器集群通常包括多个服务器，通过使用F5设备进行负载均衡，可以实现应用服务器的高可用性和性能。
-服务提供商网络：服务提供商通常需要处理大量的网络流量，并提供高可用性和性能的服务。
使用F5链路负载均衡解决方案，可以将流量分发到多个服务器和数据中心上，以实现这些要求。
总结起来，F5链路负载均衡解决方案是通过将网络流量分发到多个服务器上，实现负载均衡和高可用性的一种解决方案。
F5多链路负载均衡解决方案
F5多链路负载均衡解决方案负载均衡是一个重要的网络设计和部署考虑因素。
在网络中，负载均衡旨在通过将流量分散到多个服务器上，以提高应用程序的性能、可用性和可靠性。
F5多链路负载均衡解决方案是一种基于硬件和软件的解决方案，专门设计用于应对大型网络环境中的负载均衡需求。
F5多链路负载均衡解决方案通过将流量分发到多个服务器上，以充分利用资源，提高网络性能。
该解决方案提供了多种负载均衡算法，如轮询、最少连接和根据服务器性能等。
此外，F5的多链路负载均衡解决方案还具备动态负载均衡功能，可以根据服务器和网络状态实时调整流量分发策略。
F5的多链路负载均衡解决方案还提供了一些高级功能，以满足特定的负载均衡需求。
其中之一是智能健康检查功能，该功能可以监测服务器的性能，并自动将流量转移到性能更好的服务器上。
此外，F5的解决方案还包含SSL加速功能，可以提高加密通信的性能。
另一个重要的功能是故障转移功能，当一些服务器发生故障时，该功能可以自动将流量转移到备用服务器上，以保持应用程序的连续性。
除了上述功能，F5的多链路负载均衡解决方案还具有高度可扩展性和灵活性。
该解决方案可以容纳大量的服务器，并且可以根据需要进行扩展。
此外，F5的多链路负载均衡解决方案还可以与其他网络设备和服务集成，以提供全面的网络解决方案。
对于企业来说，F5多链路负载均衡解决方案具有很多优势。
首先，它可以提供更好的用户体验。
通过将流量分发到多个服务器上，负载均衡可以确保用户始终得到快速和可靠的响应。
其次，负载均衡可以提高服务的可用性。
当一些服务器发生故障时，负载均衡可以自动将流量转移到其他正常工作的服务器上，从而保持对用户的服务。
最后，负载均衡可以提高网络效率。
通过充分利用服务器资源，负载均衡可以有效地减轻服务器的负载，提高网络的整体性能。
总结起来，F5多链路负载均衡解决方案是一种强大而灵活的解决方案，可以帮助企业提高网络性能、可用性和可靠性。
通过将流量分发到多个服务器上，负载均衡可以最大限度地利用服务器资源，并提供最佳的用户体验。
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– ISPs 们必须合作 – many will not…
• 当故障发生时，拥有和控制成 为大问题
– 必须获得 ASN (Autonomous System Number)
• 为大 ISPs 预留 • 在很多地方无法获得 (Asia, Australia, Europe) • 需进 30 分钟整合到表中
由外到内的流量？？？
议题
• • • • 问题的提出 F5多链路解决方案 方案优点介绍 成功案例介绍
F5多ISP解决方案
ISP1 ISP1线路接入路由器 ISP2 ISP2线路接入路由器
防火墙
防火墙
核心交换机
核心交换机
Outbound 访问过程
2a
Internet Server
1、BIGIP与ISP相连的VLAN分配公网IP 地址；
DNS Result
202.99.30.209
202.99.30.209
219.142.91.11
网通
电信
网通
电信
网通
电信
网通
电信
Number of hits: Requests per Second Socket Connects Total Bytes Sent (in KB) Bytes Sent Rate (in KB/s) Total Bytes Recv (in KB)
1 2 3 3
BIG-IP application switch combo Link Controller
1 2
防火墙负载均衡
Internet
ISP A
ISP B
防火墙三明治，利用Bigip的Last Hop特性，解决了防火墙要求数据 必须同进同出，否则数据将被拒绝 的问题 •提供多台防火墙的负载均衡能
BIG-IP
LAN
1b
Link Controller
Inbound支持的负载均衡算法
• • • • • • • • • • • • • •
完成率（Completion Rate） 优先级（Global Availability） 跳数（Hops） 速率（ Kilobytes/Second） 最小连接数（Least Connections） 包转发率（Packet Rate） 综合服务质量（Quality of Service） 随机（Random） 比率（Ratio） 轮流（Round Robin） 反应速度（Round Trip Time） 静态持续一致性（Static Persist） 虚拟服务器的负荷（VS Capacity）
Inbound 访问过程
Internet Client
1a
(e.g. home user)
Internet
1、在BIGIP的每一个与ISP相连的 VLAN建立一个Virtual Server 对应 内网的服务器。例如WWW服务器在 ISP A有地址IP1，在ISP B有地址IP2； 2、F5设备作为DNS SERVER，提 供域名解析；
Routers
Internet
ISP A ISP B ISP C
100%
Completion Rate
98%
FTP Traffic
高ROI
• • • •
避免出口断线 避免单一链路的过度投资 避免冷备份链路的投资浪费 保证所有链路得到最大利用
服务器负载均衡
最多的负载均衡模式(12种) 其中观察模式,预测模式是F5的专利 会话保持技术最多(8种) 其中Cookie 会话保持技术向所有的 竞争对手收取专利费 服务器健康检查最彻底 专有的EAV、ECV健康检查模式 性能最好,速度最快: 125000 S/S Lay4; 19000 S/S Lay7;1.8Gbps; 会话保持数量第一达到:400万 支持最多的VIP : 4万个 唯一交换机厂商有开放的API
• 提高自身的高可用性
– – – – – Port Lock Down 抗DOS攻击：Synflood、Ping of Death、IP spoof、带宽dos等 访问控制列表s 加密的管理控制(SSL、SSH) Syncookie, Reaper
• 提高服务器的高可用性
– 只允许访问特定的端口 – 访问控制
*Infonetics Research
问题的提出
测试项目 网通北京ADSL用户访 问 12月2日凌晨1 时 广东电信用户访问， 宽带用户，带宽 未知，12月2日 16:30 219.142.91.11 网通北京ADSL用户访 问，12月2日 16:00 上海ADSL宽带用户访 问，12月2日 20:00
3DNS Internet
3DNS
Multi-Homing
3DNS BigIP BigIP 3DNS
BigIP BigIP
XX银行深圳数据中心
Internet接入
接入路由器 接入交换机 接入路由器 接入交换机
外网防火墙
外网防火墙
3DNS
3DNS
BIGIP E-Commerce Controller
静态地址列表（Topology）
如何使域名由3DNS进行解析
root name server
IN A 202.1.1.1 2 要将此域名做成由3DNS做智能解析，需要在用户的 3 DNS server上添加如下内容 . IN NS . 4 . IN NS . . IN A 192.168.13.101 5 （这个地址是3DNS1的self ip） Authoritative name server local name server . IN A 192.168.13.102 7 （这个地址是3DNS2的self ip） . IN CNAME . 6
F5 多链路负载均衡解决方案
议题
• • • • 问题的提出 F5多链路解决方案 方案优点介绍 成功案例介绍
问题的提出
WAN 断线的统计数字*
• • • • • • 平均服务中断 每个月 1.7 次，每年 23 小时 服务品质降低的情况平均每个月 4.4 次 26% 的企业都有中断超过 8 小时的经验 WAN服务中断损失US$7,800,000/年 公司信誉与潜在商机的损失更难以估计 64% 的公司都没有足够的应变措施
72 1.20 73 14.19 0.24 4148.24
69 1.15 70 13.47 0.22 4001.90
4 0.07 5 0.96 0.02 256.58
76 1.27 77 14.96 0.25 4388.54
52 0.87 53 13.61 0.23 3019.94
47 0.78 48 12.23 0.20 2703.26
行业用户分布
• 金融
– – – – – – 工商银行 建设银行 招商银行 光大银行 证券公司 金融相关企业
• 政府
– 北京国税 – 北京地税 – 邮政系统
• 企业
– – – – 胜利油田 大庆油田 长庆油田 五矿集团
• ICP
– TOM – Sohu – 华奥星空
XX银行南京数据中心
Server
• 网络流量分配
– 连接数限制 – 带宽限制
• 应用安全性
– iControl、iRules
• 动态安全策略保护
– iControl与其它网络安全产品互动
可管理能力
• • • • • 轻松部署进入任何网络 实时流量分配 安全远端 GUI 和命令行控制 SNMP、Syslog、Email 报警 可实时察看连接健康/性能监测及统计报告
扩展方案-防火墙负载均衡
ISP1 ISP1线路接入路由器 ISP2 ISP2线路接入路由器
防火墙
防火墙
核心交换机
核心交换机
扩展方案--建立容灾中心
ISP1 ISP1线路接入路由器 ISP2 ISP2线路接入路由器
防火墙
防火墙
核心交换机
核心交换机
议题
• • • • 问题的提出 F5多链路解决方案 方案优点介绍 成功案例介绍
2b (e.g. )
2、BIGIP内网VLAN采用保留IP地址 3、BIGIP作为内网出口网关 4、在BIGIP上配置两台ISP router的地 址作为default gateway pool.设定负载均 衡算法，由Link Controller将Outbound 流量在链路之间分配 5、在BIGIP上实现网络地址转换 （SNAT Automap)，将内网IP翻译成 公网IP 6、由于Outbound流量离开BIGIP时已 经转换成对应ISP的公网IP，服务器回应 的网络流量也将由原路返回
BIGIP
E-Commerce Controller
外网服务器
内网
外网服务器
Internet
Router A BigIP 5000 combo lc _Ext_A Router Multi-Homing B BigIP 5000 combo lc_Ext_B Firewall load balance BigIP 5000_Int_B
Router A
Router B
BIG-IP application switch combo Link Controller
力 •提供在线维护防火墙的方法 •解决了单台防火墙的处理能力 瓶颈问题 •提供了系统的扩展能力
BIG-IP application switch Intranet
性能
安全性：F5的动态攻击防御系统
Internet
ISP A ISP B
– 路由可用性及链路带宽
• 全路径检查
– 确保整个连接的可用性 – 透明 Ping 到目标设备
Routers
• 透明路由流量绕过故障的链 路提供者，链路及路由器等