Описание работы службы бнс

Служба балансировки нагрузки сети обеспечивает масштабируемость производительности серверных приложений, таких как веб-сервер, распределяя клиентские запросы среди множества серверов, включенных в кластер. При использовании службы БНС каждый входящий IP-пакет передается каждому узлу, однако обрабатывается только выбранным узлом-получателем. При этом узлы кластера одновременно обрабатывают запросы разных клиентов или даже разные запросы одного клиента.

К примеру, веб-обозреватель при загрузке одной страницы может получать несколько изображений с различных узлов кластера, в котором нагрузка распределяется службой БНС. Такой механизм ускоряет обработку и снижает время отклика на запросы клиентов.

Для каждого узла, участвующего в распределении нагрузки, можно указать долю нагрузки, которую тот будет обрабатывать (в процентах); в противном случае нагрузка будет равномерно распределяться между узлами. При указании процента нагрузки каждый сервер отбирает и обрабатывает заданную долю суммарной нагрузки сети. Запросы клиентов статистически распределяются между узлами, чтобы каждый сервер обрабатывал свою часть клиентских запросов. Это распределение нагрузки динамически изменяется при включении в кластер нового узла или выводе из кластера функционирующего узла. В данной версии службы распределение нагрузки не изменяется при изменении параметров нагрузки сервера (например, использования центрального процессора или памяти). Для приложений с большим количеством клиентов и порождаемых ими коротких запросов (таких как веб-серверы) функция статистического сопоставления службы БНС обеспечивает эффективную балансировку нагрузки и быструю реакцию на изменение состава узлов кластера.

Каждый сервер кластера под управлением службы балансировки нагрузки рассылает ритмические сообщения другим узлам и принимает такие же сообщения от других членов кластера. При сбое сервера оставшиеся узлы перераспределяют нагрузку, обеспечивая непрерывное обслуживание клиентов. Несмотря на то, что данные существующих подключений к выбывшему узлу теряются, интернет-службы остаются доступными для всех клиентов. В большинстве случаев (например, при балансировке нагрузки веб-серверов) программное обеспечение на стороне клиента автоматически повторяет подключения, закончившиеся сбоем, и сбой отражается на клиенте только в виде короткой задержки отклика на запрос.

Производительность балансировки нагрузки сети

Влияние балансировки нагрузки сети на производительность отмечается в следующих четырех областях:

• Накладные расходы ресурсов ЦП на узлах кластера, то есть процент вычислительной мощности процессора, необходимый для анализа и фильтрации сетевых пакетов (предпочтительно меньшее значение).

• Время отклика на запрос клиента, которое возрастает пропорционально неперекрывающейся части накладных расходов ресурсов ЦП, называется задержкой (предпочтительно меньшее значение).

• Пропускная способность к клиентам, увеличивающаяся при росте потока данных от клиентов, который кластер может обработать до достижения максимальной нагрузки на узлы (предпочтительно большее значение).

• Загрузка коммутатора, растущая при увеличении потока данных от клиентов (предпочтительно меньшее значение). Загрузка не должна критически влиять на пропускную способность портов.

Кроме того, масштабируемость службы БНС определяет степень роста производительности кластера при добавлении новых узлов. Для масштабируемости производительности необходимо, чтобы накладные расходы ресурсов ЦП и время задержки увеличивались медленнее, чем число узлов.

Служба БНС снабжена всеми необходимыми администраторам средствами управления, в том числе возможностью (после ввода пароля) удаленно управлять кластером с любого компьютера в сети. Кроме того, администраторы имеют возможность настраивать кластер под специальные задачи, управляя потоком данных на уровне портов. Узлы добавляются и исключаются из кластера без прекращения обслуживания. Кроме того, программное обеспечение на узлах кластера можно обновлять без прекращения обработки клиентских запросов.

Служба БНС использует для распределения нагрузки между узлами полностью распределенный алгоритм. В отличие от решений на основе диспетчеризации такая архитектура обеспечивает высокую производительность и низкие накладные расходы ресурсов на распределение потока запросов от клиентов. Кроме того, для этой архитектуры характерна высокая отказоустойчивость (N-1)  при числе узлов N. Все эти характеристики достигаются без необходимости использовать специальные аппаратные или программные решения.

Тесты производительности демонстрируют, что использование программной службы БНС дает низкие накладные расходы на обработку потока данных и превосходные возможности масштабирования производительности, ограниченные только пропускной способностью подсети.