Komponenten von Load Balancer im Überblick

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Komponenten von Load Balancer und ist in die folgenden Abschnitte gegliedert:

Eine detaillierte Liste der Konfigurationsfunktionen der einzelnen Komponenten von Load Balancer, die Sie zur Planung Ihrer Netzverwaltung heranziehen können, finden Sie in Netz verwalten: Zu verwendende Load-Balancer-Features bestimmen.

Komponenten von Load Balancer

Die fünf Komponenten von Load Balancer sind Dispatcher, Content Based Routing (CBR), Site Selector, Cisco CSS Controller und Nortel Alteon Controller. Load Balancer bietet Ihnen die Möglichkeit, die Komponenten flexibel entsprechend der Konfiguration Ihrer Site einzeln oder zusammen zu verwenden. Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Komponenten.

Dispatcher im Überblick

Die Komponente Dispatcher verteilt den Datenverkehr mit einer Kombination von Lastausgleichs- und Verwaltungssoftware auf Ihre Server. Der Dispatcher kann auch einen ausgefallenen Server erkennen und den Datenverkehr entsprechend umleiten. Dispatcher unterstützt HTTP, FTP, SSL, SMTP, NNTP, IMAP, POP3, Telnet, SIP sowie alle anderen TCP-basierten bzw. kontextlosen UDP-basierten Anwendungen.

Alle an die Dispatcher-Maschine gesendeten Clientanforderungen werden auf der Basis dynamisch festgelegter Wertigkeiten an den "besten" Server übertragen. Für diese Wertigkeiten können Sie Standardwerte benutzen oder die Werte während des Konfigurationsprozesses ändern.

Dispatcher kann drei Weiterleitungsmethoden anwenden (die auf Portebene angegeben werden):

Die Komponente Dispatcher ist der Schlüssel für eine stabile, effiziente Verwaltung eines großen skalierbaren Servernetzes. Mit dem Dispatcher können Sie viele einzelne Server so verbinden, dass sie sich als ein einziger virtueller Server präsentieren. Besucher sehen Ihre Site daher unter einer IP-Adresse. Der Dispatcher arbeitet unabhängig von einem Domänennamensserver. Alle Anforderungen werden an die IP-Adresse der Dispatcher-Maschine gesendet.

Der Dispatcher bringt klare Vorteile bei der Lastverteilung auf eine Gruppe von Servern und ermöglicht daher eine stabile und effiziente Verwaltung Ihrer Site.

Lokale Server mit dem Dispatcher verwalten

Abbildung 1. Beispiel für die physische Darstellung einer Site mit Dispatcher für die Verwaltung lokaler Server
Physische Darstellung einer Site mit Dispatcher zur Verwaltung lokaler Server

In Abb. 1 wird die physische Darstellung der Site mit einer Ethernet-Netzkonfiguration gezeigt. Die Dispatcher-Maschine kann installiert werden, ohne dass physische Änderungen am Netz erforderlich sind. Nachdem der Dispatcher eine Clientanforderung an den optimalen Server übertragen hat, wird die Antwort mit der Weiterleitungsmethode mac ohne Eingriff des Dispatchers direkt vom Server an den Client gesendet.

Serververwaltung mit Dispatcher und Metric Server

Abbildung 2. Beispielsite mit Dispatcher und Metric Server für die Serververwaltung
Site mit Dispatcher und Metric Server zur Verwaltung von Servern

In Abb. 2 wird eine Site gezeigt, bei der sich alle Server in einem lokalen Netz befinden. Die Komponente Dispatcher leitet Anforderungen weiter und Metric Server stellt der Dispatcher-Maschine Informationen zur Systembelastung zur Verfügung.

In diesem Beispiel ist der Metric-Server-Dämon auf allen Back-End-Servern installiert. Sie können Metric Server zusammen mit der Komponente Dispatcher oder einer beliebigen anderen Komponente von Load Balancer verwenden.

Lokale und ferne Server mit Dispatcher verwalten

Abbildung 3. Beispiel für eine Site mit Dispatcher für die Verwaltung lokaler und ferner Server
Site mit Dispatcher zur Verwaltung lokaler und ferner Server

Die WAN-Unterstützung von Dispatcher ermöglicht Ihnen die Verwendung lokaler und ferner Server (d. h. Server in anderen Teilnetzen). Abb. 3 zeigt eine Konfiguration, bei der ein lokaler Dispatcher (Dispatcher 1) als Eingangspunkt für alle Anforderungen dient. Er verteilt diese Anforderungen auf seine lokalen Server (ServerA, ServerB, ServerC) und den fernen Dispatcher (Dispatcher 2), der die Last auf seine lokalen Server (ServerG, ServerH, ServerI) verteilt.

Wenn Sie die Weiterleitungsmethode nat oder die GRE-Unterstützung von Dispatcher nutzen, können Sie eine Weitverkehrsunterstützung auch ohne Verwendung eines Dispatchers am fernen Standort (wo sich ServerD, ServerE und ServerF befinden) erreichen. Weitere Informationen hierzu finden Sie in den Abschnitten Dispatcher-Weiterleitungsmethode nat und Unterstützung für GRE (Generic Routing Encapsulation).

Content Based Routing (CBR) im Überblick

CBR arbeitet mit Caching Proxy zusammen, um Clientanforderungen an angegebene HTTP- oder HTTPS-Server (SSL) weiterzuleiten. Diese Komponente ermöglicht Ihnen, Caching-Details zu ändern, um ein schnelleres Abrufen von Webdokumenten mit geringen Anforderungen an die Netzbandbreite zu erreichen. CBR überprüft zusammen mit Caching Proxy HTTP-Anforderungen anhand angegebener Regeltypen.

Anmerkung:
Die Komponente Content Based Routing (CBR) ist auf Plattformen, auf denen eine 64-Bit-JVM ausgeführt wird, mit Ausnahme von HP-UX ia64 nicht verfügbar. Unter HP-UX ia64 wird die Komponente CBR als 32-Bit-Anwendung ausgeführt. Alternativ können Sie für CBR ohne Caching Proxy die Weiterleitungsmethode cbr der Dispatcher-Komponente von Load Balancer verwenden. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Abschnitt Content-Based Routing von Dispatcher (cbr).

Bei Verwendung von CBR können Sie eine Gruppe von Servern angeben, die eine Anforderung auf der Basis der Übereinstimmung eines regulären Ausdrucks mit dem Inhalt der Anforderung verarbeiten. Da CBR die Angabe mehrerer Server für jede Art von Anforderung zulässt, können die Anforderungen so verteilt werden, dass eine optimale Clientantwortzeit erreicht wird. CBR erkennt auch, wenn ein Server in einer Gruppe ausgefallen ist. In diesem Fall werden keine weiteren Anforderungen an diesen Server weitergeleitet. Der von der Komponente CBR verwendete Lastausgleichsalgorithmus ist mit dem bewährten Algorithmus identisch, der von der Komponente Dispatcher verwendet wird.

Wenn Caching Proxy eine Anfrage empfängt, wird diese mit den Regeln, die für die Komponente CBR definiert wurden, abgeglichen. Wird eine Übereinstimmung gefunden, wird einer der Server, die dieser Regel zugeordnet sind, für die Verarbeitung der Anforderung ausgewählt. Caching Proxy führt dann die normale Verarbeitung aus, um die Anfrage an den ausgewählten Server weiterzuleiten.

CBR stellt mit Ausnahme der hohen Verfügbarkeit, des SNMP-Subagenten, der WAN-Unterstützung und einiger anderer Konfigurationsbefehle dieselben Funktionen wie der Dispatcher bereit.

CBR kann nur dann mit dem Lastausgleich für Clientanforderungen beginnen, wenn Caching Proxy aktiv ist.

Lokale Server mit CBR verwalten

Abbildung 4. Beispielsite mit CBR für die Verwaltung lokaler Server
Site mit CBR zur Verwaltung lokaler Server

Abb. 4 zeigt die logische Darstellung einer Site, bei der ein Teil der Inhalte von lokalen Servern mit CBR weitergeleitet wird. Die Komponente CBR leitet mit Caching Proxy Clientanforderungen (HTTP oder HTTPS) basierend auf dem Inhalt des URL an die Server weiter.

Site Selector im Überblick

Site Selector fungiert als Namensserver und führt zusammen mit anderen Namensservern in einem Domänennamenssystem auf der Grundlage abgerufener Messungen und Wertigkeiten einen Lastausgleich für Servergruppen durch. Sie können eine Sitekonfiguration erstellen, bei der die Last innerhalb einer Servergruppe auf der Grundlage des für eine Clientanforderung verwendeten Domänennamens verteilt wird.

Ein Client fordert die Auflösung eines Domänennamens bei einem Namensserver innerhalb seines Netzes an. Der Namensserver leitet die Anforderung an die Site-Selector-Maschine weiter. Site Selector löst den Domänennamen dann in die IP-Adresse eines der Server auf, die für den Sitenamen konfiguriert wurden. Anschließend gibt Site Selector die IP-Adresse des ausgewählten Servers an den Namensserver zurück. Der Namensserver liefert die IP-Adresse an den Client.

Metric Server ist eine Systemüberwachungskomponente von Load Balancer, die auf jedem am Lastausgleich beteiligten Server innerhalb der Konfiguration installiert sein muss. Mit Metric Server kann Site Selector das Aktivitätsniveau eines Servers überwachen, den Server mit der geringsten Auslastung ermitteln und einen ausgefallenen Server erkennen. Die Last ist ein Maß für das Arbeitsaufkommen eines Servers. Durch Anpassung der Scriptdateien für die Systemmetriken können Sie festlegen, auf welche Art die Last gemessen wird. Sie können Site Selector an die Anforderungen der eigenen Umgebung anpassen und dabei Faktoren wie Zugriffshäufigkeit, Gesamtzahl der Benutzer und Zugriffsarten (beispielsweise kurze Abfragen, lange Abfragen, Transaktionen mit hoher CPU-Belastung) berücksichtigen.

Lokale und ferne Server mit Site Selector und Metric Server verwalten

Abbildung 5. Beispielsite mit Site Selector und Metric Server für die Verwaltung lokaler und ferner Server
Site mit Site Selector und Metric Server für die Serververwaltung

Abb. 5 stellt eine Site dar, bei der die Komponente Site Selector Anfragen beantwortet. Server 1, Server 2 und Server 3 sind lokale Server. Server 4, Server 5 und Server 6 sind ferne Server.

Ein Client fordert die Auflösung eines Domänennamens bei einem Client-Namensserver an. Der Client-Namensserver leitet die Anfrage über den DNS an die Site-Selector-Maschine weiter (Pfad 1). Site Selector löst den Domänennamen dann in die IP-Adresse eines der Server auf. Anschließend gibt Site Selector die IP-Adresse des ausgewählten Servers an den Client-Namensserver zurück. Der Namensserver liefert die IP-Adresse an den Client.

Sobald der Client die IP-Adresse des Servers empfangen hat, leitet er Anwendungsanforderungen direkt an den ausgewählten Server weiter (Pfad 2).

Anmerkung:
In diesem Beispiel liefert Metric Server Informationen zur Systemlast an die Site-Selector-Maschine. Der Agent Metric Server ist auf jedem Back-End-Server installiert. Verwenden Sie Site Selector zusammen mit Metric Server, da Site Selector sonst nur eine RoundRobin-Auswahlmethode für den Lastausgleich anwenden kann.

Cisco CSS Controller im Überblick

Anmerkung:
Die Komponente Cisco CSS Controller wird mit Load Balancer for IPv4 geliefert, aber diese Komponente unterstützt möglicherweise keine neuere Hardware. Informationen zur unterstützten Hardware finden Sie auf der folgenden Webseite, auf der die Voraussetzungen beschrieben sind: http://www.ibm.com/support/docview.wss?rs=180&uid=swg27006921

Cisco CSS Controller ist eine ergänzende Lösung für die Cisco-Switches der CSS 11000 Series. Die kombinierte Lösung verbindet die zuverlässige Paket- und Inhaltsweiterleitung der CSS 11000 Series mit den ausgeklügelten Erkennungsalgorithmen von Load Balancer, um die Ladedaten und die Verfügbarkeit des Services (Anwendung oder Datenbank auf dem Back-End-Server) festzustellen. Cisco CSS Controller verwendet den Algorithmus für Wertigkeitsberechnung, die Standard- und angepassten Advisor sowie den Metric Server von Load Balancer, um die Metriken, den Zustand und die Auslastung des Services zu ermitteln. Aus diesen Informationen generiert der Cisco CSS Controller Servicewertigkeiten, die dann an den Cisco CSS Switch gesendet werden, um eine optimale Serviceauswahl, Lastoptimierung und Fehlertoleranz zu erzielen.

Der Cisco CSS Controller verfolgt zahlreiche Kriterien. Dazu gehören unter anderem:

Wenn ein Cisco CSS Switch ohne Cisco CSS Controller den Zustand eines Inhalte bereitstellenden Services ermittelt, greift er dabei auf die Antwortzeiten für Inhaltsanfragen und andere Netzmesswerte zurück. Wird der Cisco CSS Controller verwendet, gehen diese Aktivitäten vom Cisco CSS Switch auf den Cisco CSS Controller über. Der Cisco CSS Controller beeinflusst die Fähigkeit des Services, Inhalte bereitzustellen, und aktiviert einen Service als geeigneten Service, wenn dieser verfügbar ist, bzw. stellt ihn als geeigneten Service zurück, wenn er nicht mehr verfügbar ist.

Cisco CSS Controller:

Wertigkeiten gelten für alle Services an einem Port. An einem bestimmten Port werden die Anfragen ausgehend von einem Vergleich der Wertigkeiten der einzelnen Services verteilt. Wenn ein Service beispielsweise die Wertigkeit 10 und ein anderer die Wertigkeit 5 hat, erhält der Service mit der Wertigkeit 10 doppelt so viele Anfragen wie der Service mit der Wertigkeit 5. Diese Wertigkeiten werden dem Cisco CSS Switch mit SNMP zur Verfügung gestellt. Wird ein Service mit einer höheren Wertigkeit eingestuft, überträgt der Cisco CSS Switch mehr Anfragen an diesen Service.

Abbildung 6. Beispielsite mit Cisco CSS Controller und Metric Server für die Verwaltung lokaler Services
Site mit Cisco CSS Controller und Metric Server für die Serververwaltung

Cisco CSS Controller ist in Verbindung mit dem Cisco CSS Switch eine Lösung, die das "Beste aus zwei Welten" in sich vereint, superschnelles Content-Switching und ausgeklügelte Anwendungserkennung, Fehlertoleranz sowie optimale Serviceauslastung. Cisco CSS Controller ist Bestandteil einer ergänzenden Lösung für den Cisco CSS Switch und IBM® WebSphere Application Server Load Balancer.

Komponente Nortel Alteon Controller im Überblick

Anmerkung:
Die Komponente Nortel Alteon Controller wird mit Load Balancer for IPv4 geliefert, aber diese Komponente unterstützt möglicherweise keine neuere Hardware. Informationen zur unterstützten Hardware finden Sie auf der folgenden Webseite, auf der die Voraussetzungen beschrieben sind: http://www.ibm.com/support/docview.wss?rs=180&uid=swg27006921

Nortel Alteon Controller ist in Verbindung mit der Alteon-Web-Switch-Familie von Nortel eine ergänzende Lösung, die die Geschwindigkeit und Kapazität der Switches im Bereich der Paketweiterleitung mit den ausgeklügelten Erkennungsalgorithmen von Load Balancer zur Bestimmung von Serverwertigkeiten verbindet.

Mit Nortel Alteon Controller können Sie angepasste Advisor entwickeln, die eine intelligentere und mehr auf die Anwendung zugeschnittene Bewertung der Verfügbarkeit und Auslastung von Anwendungen für die Implementierung von Services vornehmen können.

Metric Server stellt Informationen zur Systembelastung, z. B. zur Auslastung von CPU und Speicher, sowie ein Gerüst für die Entwicklung angepasster Messungen der Systembelastung bereit.

Nortel Alteon Controller stellt die verschiedensten Arten von Metrikdaten zusammen, um die Wertigkeit von Servern zu bestimmen, deren Arbeitslast durch Nortel Alteon Web Switches verteilt wird. Dazu gehören unter anderem:

Der Nortel Alteon Controller kommuniziert mit dem Switch über SNMP. Die Komponente ruft Konfigurations-, Status- und Verbindungsdaten vom Switch ab. Wenn der Controller Serverwertigkeiten berechnet hat, werden diese auf dem Switch festgelegt. Der Switch verwendet die vom Controller definierten Wertigkeiten, um den Server auszuwählen, der Clientserviceanforderungen am besten bearbeiten kann.

Abbildung 7. Beispielsite mit Nortel Alteon Controller für die Verwaltung lokaler Server
Site mit Nortel Alteon Controller für die Serververwaltung

Sie können den Controller von einem Browser, einer fernen GUI oder einer fernen Befehlszeilenschnittstelle aus verwalten.

Nortel Alteon Controller ist in Verbindung mit der Alteon-Web-Switch-Familie von Nortel eine Lösung, die das "Beste aus zwei Welten" in sich vereint: superschnelle Paketvermittlung und ausgeklügelte Anwendungserkennung, Fehlertoleranz sowie optimale Serverauslastung. Nortel Alteon Controller ist Teil einer ergänzenden Lösung mit den Alteon-Web-Switches von Nortel und IBM WebSphere.