前言
随着在线业务的蓬勃发展,高流量应用程序已成为当今数字世界的常态。这些应用程序必须能够处理海量用户请求,同时保持高性能和可用性。因此,为高流量应用程序优化云服务器部署至关重要,以确保在需求激增时应用程序能够平稳运行。
选择合适的云服务器提供商
选择合适的云服务器提供商是优化部署的关键因素。提供商应该提供:
- 高性能硬件:配备高内核数、大内存和快速存储的服务器,以满足应用程序的高需求。
- 弹性扩展:能够根据需求快速扩展和缩减服务器容量,以应对流量监控、容量规划和弹性扩展,可以应对不可预测的流量模式,并为用户提供无缝的在线体验。
数据中心网络架构浅谈(一)
在探讨数据中心网络架构时,我们需明确,网络数据包最终运行在物理网络上。
物理网络的特性,如带宽、MTU、延时等,直接影响着虚拟网络的性能。
物理网络的性能限制了虚拟网络的“上限”。
在对OpenStack Neutron性能的测试中,提升网络设备如使用高速网卡、配置MTU9000,能够显著提高虚拟网络的传输效率。
优化网络性能时,应考虑升级物理网络设备或线路,但需注意,网络架构的改动风险与成本巨大。
因此,在搭建数据中心时,网络架构的选择与设计尤为重要。
在设计虚拟网络时,理解物理网络架构必不可少。
接下来,我将分次讨论数据中心网络架构的理解与认识,欢迎指正错误之处。
传统数据中心网络架构采用三层结构:一个汇聚层交换机,将L2和L3网络分界,每个汇聚层管理一个POD内的独立VLAN网络。
服务器在POD内迁移无需修改IP地址与默认网关,因为一个POD对应一个L2广播域。
汇聚层交换机与接入层交换机间使用STP,确保仅一个汇聚层交换机工作,形成HA模式。
vPC协议虽能提升利用率,但并未实现完全水平扩展。
随着云计算发展,计算资源被池化,需要大二层网络架构,整个数据中心为单一L2广播域,服务器可在任意位置创建、迁移,无需修改IP地址或默认网关。
大二层架构将L2/L3分界设置在核心交换机。
但此架构导致BUM风暴显著增加,影响正常流量。
传统三层网络架构至今仍被广泛应用,其诞生原因包括早期L3路由设备成本较高、核心交换机成本高于汇聚层设备、早期数据中心主要流量为南北向流量等。
技术发展对网络架构提出了新需求,包括更小超占比、更高东西向流量带宽与SDN支持。
数据中心流量主要分为南北向与东西向。
2020年,77%的数据中心流量为内部流量,东西向流量尤为重要。
在传统三层架构中,东西向流量分为L2与L3。
L2流量在相同接入层交换机间全速传输,但跨机架需汇聚层交换机参与,汇聚层性能需求较高。
L3流量则必须通过核心交换机完成,增加延时与核心交换机资源消耗,且受超占比影响。
面对市场变化,企业需低成本、小规模地部署数据中心,随业务增长逐步扩展。
传统三层网络架构的规模受限于核心层设备性能,成本与运维成本较高。
改进现有架构,构建可水平扩展、支持全速东西向流量、不依赖高性能核心交换机、支持SDN的网络架构,显得尤为重要。
尽管短期内三层网络架构不会消失,但其短板日益明显。
基于现有架构的改进是必要的。
新的网络架构应具有相对较小规模的交换机,便于水平扩展,支持HA模式,提供全速东西向流量,避免核心交换机资源浪费,支持SDN等特性。
负载均衡的常见产品
F5 公司是应用交付网络(ADN)领域的全球领先厂商,全球市场份额第一。
其致力于帮助全球大型的企业和服务提供商实现虚拟化、云计算和“随需应变”的IT的业务价值。
F5公司总部设在华盛顿州的西雅图,并在全球各地设有分部。
更多最新信息,请访问F5中文官网。
产品技术特点:1)全面的负载均衡BIG-IP LTM(本地流量管理)包含静态和动态负载均衡方法,包括动态速率、最少连接和观察模式的动态平衡,这些方法用于以整体方式跟踪服务器的动态性能。
这保证了始终选择最佳的资源,以提高性能。
可支持所有基于TCP/IP协议的服务器负载均衡。
可支持最小连接数、轮询、比例、最快响应、哈希、预测、观察、动态比例等负载均衡算法。
2)应用状态监控BIG-IP LTM提供的监视器,用于检查设备、应用和内容的可用性,包括适合多种应用的专用监视器(包括多种应用服务器、SQL、SIP、LDAP、XML/SOAP、RTSP、SASP、SMB等),以及用于检查内容和模拟应用调用的定制监视器。
3)高可用性和交易保障BIG-IP LTM提供了次秒级系统故障切换和全面的连接映射,无论出现何种系统、服务器或应用故障,都能保证它是一个高可用的解决方案。
BIG-IP LTM可以主动检测和响应任何服务器或应用错误。
4)支持NAT地址转换提供NAT地址转换功能,能够实现动态或静态地址转换。
5)支持访问控制列表能够实现防火墙的基本功能,建立访问控制列表,拒接IP网段或端口号吗。
6)广域流量管理器(插件模块)为在全球各地的多个数据中心中运行的应用提供高可用性、最高的性能和全局管理。
7)链路控制器(插件模块)无缝地监控多个WAN连接的可用性和性能,智能地管理站点的双向流量,从而提供容错的、经过优化的互联网接入。
比如管理控制CT和CNC的网络流量。
8)应用防火墙(插件模块)该模块可加入到F5设备中,为设备提供更高级的安全服务。
9)支持路由该功能为F5设备中基本功能,但只支持静态路由,如果使用较为高级的OSPF路由协议,需要购买单独的模块来支持。
扩展应用-降低服务器负载1)内容转换BIG-IP LTM为将许多繁杂或者重复功能卸载到集中的高性能网络设备上提供了全面的解决方案。
SSL、压缩以及BIG-IP LTM的其它多项功能提供了一个完整的内容转换网关,可重定向、插入或者全面转换应用内容,以实现有效且高效的应用集成。
2)OneConnectF5 OneConnect? 将数百万个请求汇聚为几百个服务器端的连接,确保后端系统能够高效地处理这些连接,从而使服务器容量提高60%。
3)高速缓存智能缓存功能通过将重复流量从Web和应用服务器上卸载,使服务器容量提高9倍,从而实现显著的成本节约。
该功能也是业内唯一提供多存储库缓存的解决方案,能够针对各应用或部门管理不同的缓存库,为高优先级的应用提供精确的智能控制。
4)SSL加速和卸载每个BIG-IP LTM设备提供了硬件加速方式的SSL加密,以消除应用服务器的SSL负担。
通过加快设置和批量加密,企业可以采用更安全的密码将全部通信迁移到SSL,几乎不会导致应用性能下降或瓶颈。
优化的应用1)智能应用交换BIG-IP LTM拥有读取所有IP应用的独特能力,因此,它可以转换并且持续保留特定供应商的应用服务器(Microsoft、IBM、Oracle、SUN等)的独特信息; Web服务应用的XML数据;或者指示移动/无线应用的定制数值。
您的企业可以借助BIG-IP LTM转换、记录以及持续保留有效负载或数据流的能力,实现更高的可靠性和可扩展性。
2)智能压缩将应用性能提高至3倍,同时使带宽的使用量减少80%。
使用业界标准的gzip和DEFLATE压缩算法减少HTTP流量,通过更慢/低的带宽连接降低带宽消耗量,缩短用户下载时间。
这一功能对于压缩多种类型的文件提供了丰富的支持能力,包括HTTP、XML、JavaScript、J2EE应用等。
3)灵活的第4至7层流量整形通过为更高优先级的应用分配带宽,控制流量峰值,并且根据第4层或第7层参数确定流量的优先级,保证最佳的应用性能。
即IDC机房在核心交换机上所启用的QOS功能。
4)TCP ExpressBIG-IP LTM的高度优化的TCP/IP堆栈(称为TCP Express?)将TCP/IP技术和最新RFC的改进功能,与F5开发的多项改进和扩展功能相结合,最大限度降低了拥塞、丢包和恢复的影响。
BIG-IP LTM是一个全代理设备,因此,TCP Express可以屏蔽并且透明地优化服务器或客户端上运行的原有的或者不兼容的TCP堆栈。
这样可以使用户的性能提高2倍,并且使带宽效率提高4倍,同时降低您的服务器上的连接负载。
安全的应用1)基础防火墙功能——数据包过滤BIG-IP LTM集成了一个控制点,用于定义和执行基于第4层的过滤规则(基于PCAP,类似于网络防火墙),以提高网络防护能力。
2)资源隐藏和内容安全BIG-IP LTM对所有应用、服务器错误代码和真正的URL参考实现了虚拟化和隐藏,因为这些可能为黑客提供关于基础架构、服务及其相关漏洞的信息。
敏感的文档或内容将不允许离开您的站点。
3)定制的应用攻击过滤全面的检测和基于事件的策略为搜索、检测和应用多种规则阻止已知第7层攻击提供了显著增强的能力。
BIG-IP LTM还采用安全的应用模板阻止已知攻击和针对应用业务逻辑的攻击。
额外的安全层可防止黑客、病毒和蠕虫,同时为合法流量提供持续的服务。
4)隔离协议攻击BIG-IP LTM提供了协议无害处理 (Protocol Sanitization) 和充分TCP终止 (Full TCP Termination)点来单独管理客户端和服务器端连接,以保护所有后端系统和应用免遭恶意攻击。
5)网络攻击防护BIG-IP LTM作为安全代理,可防护DoS攻击、SYN Flood以及其它基于网络的攻击。
诸如SYNCheck?等特性可为部署在BIG-IP设备后的服务器提供全面的SYN Flood保护。
BIG-IP LTM采用Dynamic Reaping(获取空闲连接的一种自适应方法)过滤掉负载最重的攻击,同时为合法连接提供不间断的服务。
6)有选择的加密BIG-IP LTM提供了业界最具选择性的加密方法,对数据进行整体、部分或有条件的加密,从而保护并优化不同用户之间的通信。
7)Cookie加密透明地分配给合法用户的Cookie和其它令牌都经过加密。
企业可获得针对全部带状态的应用(电子商务、CRP、ERP和其它关键业务应用)的卓越安全性,以及更高的用户身份信任度。
8)高级SSL加密标准BIG-IP LTM采用市场上最安全的SSL加密技术,支持更高标准的AES算法,而无需额外的处理成本。
9)抓包工具提供tcpdump工具作为抓包分析使用,可用于故障处理,流量分析等方向。
A10 公司是应用交付网络(ADN)领域的全球领先厂商,全球市场份额第三。
其总部位于美国硅谷,连续多年被INC.500评为全球发展最快的企业之一,其产品在2013年获得微软Best of TechEd 2013最佳硬件和最高人气两项大奖,是业界性价比最高和每瓦特性能最佳的应用交付产品,具体可参考A10公司中文官网。
应用案例(国际)Twitter,Microsoft,LG,Samsung,Godaddy,NTT,Linkedin,AOL,Evernote,Terra,Bizrate,meebo,Box,Subaru,gamania,mevio,TED baker……应用案例(国内)淘宝网,阿里巴巴,携程,中国雅虎,盛大网络,世纪互联,1号店,新华网,人民网,第一视频,500wan彩票,神州租车,国税总局,保监会,平安集团,建设银行,农业银行,上海交大,浙江大学,四川大学,新华社,国电集团,中化集团,联想集团…… 深信服应用交付AD产品具备服务器负载均衡、链路负载均衡、单边加速、智能优化技术、SSL加速、商业智能分析等优势功能,将用户访问请求智能匹配到最优的链路,并为用户选择响应最快的服务器,提升用户使用体验,并为企业提供科学管理的决策。
产品技术特点:单边加速功能客户端无需安装任何插件和软件即可提升用户访问速度,这使得用户可以更快更稳定地访问发布内容,打造稳定智能的业务发布平台。
商业智能分析深信服AD应用交付产品区别于传统负载均衡设备,更加关注企事业单位应用的整体交付过程中与业务、网络优化相关的一系列问题。
其中最显著的特点就是,在保证应用交付过程中稳定性的前提下,不仅可以知悉组织网络和服务器的运行状况,更重要的是可以帮助组织分析自身的业务系统运行状况,以此为高层的网络优化和业务优化提供决策依据。
链路负载和服务器负载二合一深信服AD产品包括链路优化和服务器优化,四到七层负载均衡,实现对各个链路以及服务器状态的实时监控,同时根据预设的规则将请求分配给相应的链路以及服务器,以此最终实现数据流的合理分配,使所有的链路和服务器都得到充分的利用,扩展应用系统的整体处理能力,提高应用系统的稳定性,改善用户的访问体验,降低组织IT投资成本。
高投资回报比深信服AD系列应用交付产品打破国外厂商垄断,在同等投入水平下,具备链路、服务器二合一负载均衡解决方案,并直接开通SSL加速、缓存、压缩等众多优化功能,获得超出业界同类产品的设备性能 梭子鱼负载均衡机通过为多台服务器进行流量均衡、网络入侵防护等流量优化和安全扫描机制,实现应用的高可用性和安全性,并通过完善的服务器健康检查机制,为应用提供冗余。
梭子鱼使用软、硬件一体化设计,避免了根据服务器台数和端口数的收费方式,为用户提供性价比极高的应用安全负载均衡。
高可用性与高可扩展性据行业分析报告,只有不到20%的核心应用实现了高可用性。
应用高可用性所面临的巨大挑战包括了持续工作时间的延长、应用的扩容和攻击的防护。
梭子鱼负载均衡机使用完善的服务器健康检查对真实服务器进行实时监控,确保用户的请求始终到达健康的服务器,得到正常的响应。
对于梭子鱼负载均衡机自身的高可用性,可以通过梭子鱼负载均衡机的集群部署实现。
对于高流量的应用环境,梭子鱼负载均衡机通过动态权重分配机制根据每台服务器的实时处理能力进行流量的均衡。
对于需要会话保持的应用,梭子鱼负载均衡机提供源IP会话保持以及7层的cookie会话保持功能。
易于管理和维护梭子鱼负载均衡机部署简单。
通过服务器自动发现功能和友好的Web配置界面,帮助用户轻松完成配置。
同时,梭子鱼通过集成的IPS为应用提供实时的安全防护。
梭子鱼负载均衡机的Web管理界面提供完善的数据统计,对设备的性能、流量等数据进行实时统计,同时提供易于操作的服务配置页面,为管理员提供方便的管理。
功能1、会话保持设置,保障业务延续性、可用性。
2、分发互联网的流量,解决南北互通。
3、链路备份,提高链路冗余。
4、带宽叠加,减少互联网接入的成本。
5、链路自动探测纠错与健康检查6、智能负载均衡/手动负载均衡7、按内网地址选路/按外网地址选路8、按应用选路优势:支持带宽叠加:将多条宽带绑定成一条,降低对网络的投资,以最小的投入获得最高效稳定的网络环境。
支持线路备份:当一条链路出现故障时,可以迅速切换到其他可用链路,保证网络的高可用性和业务延续性。
解决南北互通问题:有效解决了南北因电信、网通的差异导致了普遍存在的“南北互通”问题。
支持多链路负载均衡:高度保证企业网络的稳定性和业务的延续性避免系统宕机、链路中断或拥塞等对企业运营带来不利影响。
拥有多项先进的技术:集HTTP压缩,SSL加速、智能数据压缩、基于内存的高速缓存、TCP连接复用、单边TCP加速等多项技术于一身,减少响应时间,显著改善终端用户体验。
丰富的算法与策略:拥有多种均衡算法和丰富的负载均衡策略,让用户更高效合理的使用网络资源,极大提升链路利用效率,保障业务高效运行。
保障关键业务:支持链路、应用状态监控,支持会话保持,避免业务访问中断,保障关键业务的延续性。
安装部署配置简便:安装简单,部署方便,图形化的配置界面,简单直观,降低用户配置复杂度,便于系统管理和维护。
品安科技的品安科技AD产品是品安科技自主研发,拥有独立自主知识产权的,涵盖负载均衡、应用加速及应用安全功能的应用交付控制器。
该产品内聚了独有的多核多线程调度、告诉协议栈等关键技术,能极大的提高服务器的可用性,保障链路的可靠性和安全性,高效的将应用交付给客户,改善用户访问体验,降低IT投资成本。
特点优势:1 、All in One, One for ALL 多种功能为一体。
应用交付控制器是集成多功能通信管理平台,把主流应用流量管理和性能增强功能集成到一个功能强大的平台上,包括二到七层服务负载均衡(SLB)、高速缓存(Cache)、链路负载平衡(LLB)、SSL加速、HTTP压缩、群集、应用安全防火墙(Webwall)和全局服务负载平衡(GSLB)。
该平台加快了应用传输速度并简化了这一过程。
2 、High Performance 高性能。
通过采用多种性能增强技术,特别是具有革命性的国内独有技术,即高速协议栈技术,将应用交付控制器提供的所有功能集成在一起,极大的地优化了各个功能的处理过程,实现了数据动态管理,从而保证网络应用和服务能够高速和可靠地运行。
3 、TCP off loading 网络卸载。
应用交付控制器在实现服务负载均衡时,通过特有的连接复用等性能优化技术,在稳定的实现服务负载均衡功能的基础上,能够在高负载的情况下大大减小后台的负载总量,使得服务提供设备能够处理更多的并发请求,从而提供更优的性能价格比。
在结合Cache功能应用时,应用交付控制器甚至能够成百倍地减小对后台的负载,提供令人惊喜的表现。
4、Flexibility 灵活。
在实现高处理能力和功能的同时,应用交付控制器相对与其它产品配置、管理和维护更加简单和人性化。
同时结合独有的强大本地化技术支持和研发力量,能够及时准确的提供全面的技术服务,为用户提供长期创造价值。
天融信网络卫士TopApp-LB负载均衡系统是一款融合了智能带宽控制功能的链路及服务器负载均衡产品。
通过对网络出口链路和服务器资源的优化调度,TopApp-LB负载均衡系统让大规模的应用部署轻松实现,同时达至最稳定的运行效果,最高的资源利用率,最佳的应用性能和用户体验。
大量的企事业单位通过TopApp-LB负载均衡系统顺利实现了应用部署,满足了信息化发展的需求,并极大地提升了工作效率。
二合一负载均衡集成高性能链路负载均衡和服务器负载均衡,保证应用数据在错综复杂的网络中获得最佳传输路径。
完善的链路、应用服务健康检查机制,及时诊断出不能正常工作或负载过重的链路和服务器。
能够根据应用、链路的健康状况,智能调整流量在多链路、多服务器之间的分配,并自动完成切换,提升网络和应用的可用性。
精确流量控制提升带宽价值创新的端到端精确带宽控制与均衡技术避免了传统队列机制所带来的广域网下行带宽的浪费,真正实现优先级管理、带宽限制、带宽保障以及带宽的公平使用,提升带宽价值。
高可用性保证实现多机集群及Active-Standby、Active-Acitive模式的高可用性部署,最大化应用运行时间,避免了设备或网络故障对业务的影响。
强化的安全保护状态检测防火墙实现高性能的访问控制,双向NAT支持多对一、一对多和一对一等多种方式的地址转换,IP/MAC地址自动扫描及绑定,有效抵御数十种网络攻击。
易于使用及部署单臂、双臂可选的接入模式最大程度上减少用户网络结构的调整。
负载均衡算法的自适应管理、内置中国ISP地址列表、服务器故障自动通知及应用故障自动修复等降低了用户配置管理的复杂性。
云服务有什么作用和功能
云服务的作用和功能主要体现在以下几个方面:首先,云服务提供了强大的计算能力和高效的存储空间。
通过云服务器,用户可以获得可扩展的计算资源,这意味着无需担心硬件升级或扩展问题。
同时,云服务器还提供了灵活的存储空间,用户可以根据需求创建、删除和调整存储卷,并支持多种存储类型以满足不同应用场景的需求。
其次,云服务具有数据备份与恢复功能,确保用户数据的安全性。
用户可以利用云服务进行数据备份,并在发生故障时快速恢复数据,有效降低数据丢失的风险。
这一功能对于保障企业数据安全和业务连续性至关重要。
再者,云服务提供了全面的安全防护措施和实时监控功能。
这包括防火墙、DDoS攻击防护、入侵检测等,帮助用户及时发现并解决潜在的安全问题。
此外,云服务还支持弹性伸缩,可以根据用户需求自动调整计算资源,从而让用户无需担心硬件资源不足的问题。
最后,云服务还具有跨平台兼容性和低成本的特点。
云服务器支持多种操作系统和应用程序,使得用户可以在不同的平台上运行相同的应用程序。
同时,相较于传统的硬件设备,云服务器具有更低的成本和更高的性价比,用户只需支付按需使用的计算资源费用,降低了企业的运营成本。
总的来说,云服务通过提供可扩展的计算能力、存储空间、数据备份与恢复、安全防护及监控等功能,为用户带来了诸多便利。
这些功能使得云服务成为企业和个人用户解决其特定需求的重要手段,推动了企业的数字化转型和创新。
例如,在数据存储和备份方面,云服务器可以用作数据存储和备份的平台,无论是企业级的海量数据还是个人用户的重要文件,都可以安全地存储在云服务器上;在游戏服务器方面,云服务器也可以用于托管在线游戏,提供稳定的游戏服务和高性能的计算能力,轻松应对高峰时段的流量压力。