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負載均衡設備選型計算參考
2012-07-09   中國IT運維網

  假設你是一個用戶,需要為自己公司的系統部署一套負載均衡設備,那么應該根據哪些因素來考慮要選擇的負載均衡設備的性能指標是否能夠滿足自己的需要呢?許多用戶往往根據自己的網絡和應用情況的統計或者再加上未來發展的規劃,簡單地選擇剛好與自己的計算結果相符性能的負載均衡設備型號,結果是許多用戶發現所購買的設備并不能完全滿足自己的需求,這說明在選型的過程中疏漏了某些因素。我們來詳細分析一下。
  負載均衡設備選型要考慮性能、功能項開啟情況以及滿足真實和未來需求三個方面。

1.性能
  
性能指標包含4/7層吞吐量,4/7層新建連接數,并發連接數三大指標。同時包含SSL加速能力,HTTP壓縮能力,內存Cache等功能模塊指標。
  1)4/7層吞吐量(單位bps)
  如果系統應用配置都是4層的(負載均衡設備只判斷TCP包頭進行轉發),那么考慮4層吞吐量即可。如果涉及到應用層數據包頭或者數據包內容的判斷和分析,那么必須考慮7層的吞吐量能力。吞吐量的計算通過統計單位時間內網絡中的流量(出向流量+入向流量)即可得出,一般來說要把峰值流量作為吞吐量選擇的最低依據(如果可以容忍峰值丟包,那么可以以平均每秒的流量作為參考),例如經過統計峰值流量為10Gbps,那么必須考慮10Gbps吞吐量以上的設備。
  2)4/7層新建連接數(單位CPS)
  新建連接數也分為4層新建連接數和7層新建連接數/請求數兩大指標,判斷該用哪個指標跟吞吐量一樣,都是判斷負載均衡設備對經過的流量是4層的處理還是7層的處理。新建連接數衡量的是負載均衡設備每秒能處理多少個4層或者7層的用戶新建連接,例如一個用戶每秒會發起10個新建連接,網絡中有1萬個并發用戶,那么負載均衡設備的4層新建連接能力不能小于10萬CPS,如果負載均衡設備是做7層處理的,那么必須要求7層新建連接數也不能小于10萬CPS。
  3)并發連接數
  并發連接數衡量的是負載均衡設備能夠同時處理多少個用戶會話,如果有設備號稱新建連接數很高,但并發連接數較低,則該設備將很快達到瓶頸,新的用戶連接將處于排隊或者丟棄的狀態,這顯然是不合理的,所以一個性能強的負載均衡設備,必然是新建連接和并發連接數指標都會很高,而不會只有一個高。并發連接數可以通過統計服務器上的連接數來計算,例如經過統計,共有100臺服務器,每臺服務器并發連接數峰值為5000個,那么要求設備至少支持50萬并發連接能力。
  4)功能模塊性能指標
  a) SSL加速
  經驗表明,服務器自己開啟SSL加解密后的性能會降為開啟前的十分之一,所以需要安全訪問的系統往往會把SSL的加解密通過負載均衡設備的SSL加速功能來完成。
SSL加速性能指標有SSL新建連接數(CPS),新建交易數(TPS),SSL Bulk(對稱加解密)吞吐量等,這些指標的估算跟7層新建連接數和吞吐量的估算一樣,判斷需要SSL加解密的流量和連接數有多少即可。
  b) HTTP壓縮
  負載均衡設備的HTTP壓縮功能會把服務器的應答包壓縮后發送給客戶端,然后客戶端瀏覽器會自動解壓縮,HTTP壓縮降低了數據包大小,自然也就提高了用戶的訪問速度,是否開啟這個功能要對負載均衡設備壓縮的開銷,壓縮的效果以及網絡傳輸速度做綜合衡量,一般在配置中只會對部分確實需要的應用來開啟,HTTP壓縮的單位bps,例如需要壓縮的流量為1Gbps,則選擇至少1Gbps壓縮性能的負載均衡設備。
  c) 內存Cache
  內容緩存可以降低服務器的負載并提高響應速度,拋開功能差異,緩存能力衡量的指標是用于緩存的內存大小。該功能各負載均衡廠家一般是免費贈送。

2.功能項開啟
  
負載均衡設備開啟功能項的數量多少對于負載均衡設備的性能影響是不同的,開啟的功能項越多,越復雜,設備的性能也會隨之做更多的下降,所以在考慮負載均衡設備時,如果自己的系統會用到多個功能項,對于前面的性能指標要有一定的盈余考慮。

3.滿足真實和未來需求
  
以上所述的吞吐量,新建連接數,并發連接數以及各模塊指標都是在相對單純干凈的環境測出的值,也就是說都是各負載均衡設備在最優環境下的最大值,但在真實環境,流量可能復雜很多,所以負載均衡設備在真實應用中一般不可能達到標稱的性能(實際上對于所有做復雜處理的設備來說,都不可能達到標稱值)。考慮到應用的復雜程度不同,功能模塊開啟的數目不同,在負載均衡性能指標的選型時,一定要留下充足的空間,原則如下:
  1)如果確認負載均衡設備對所有應用的處理都是最簡單的4層處理,那么理論上選擇的負載均衡設備的4層性能稍高于實際性能需求即可。
  2)如果確認負載均衡設備對所有應用的處理都是簡單的7層處理,那么理論上選擇的負載均衡設備的7層性能稍高于實際性能需求即可。
  3)如果負載均衡設備處理的應用既有4層的也有7層的,建議按照7層應用的性能來考慮負載均衡設備。
  4)如果確認自己的應用經過負載均衡處理時,需要復雜的4層或者7層處理,例如需要根據客戶端的地址做策略性分發,需要根據tcp的內容做處理,需要根據HTTP頭或者HTTP報文做處理,那么建議選擇的負載均衡設備4/7層性能為真實性能需求的兩倍。
  5)如果負載均衡設備有混合的復雜流量處理并且還開啟了一些功能模塊,那么建議選擇的負載均衡設備4/7層性能為真實性能需求的3倍。
  6)考慮到設備需要輕載運行才能更加穩定,所以有可能的話在以上基礎上再增加30%的性能。
  7)如果還要滿足未來幾年的發展需求,在以上基礎上還要留出未來發展所需要增加的性能。
  8)不同負載均衡設備廠家由于不同的架構,使得某些設備在復雜環境下可能也表現的比較優秀,這個客戶可以對比判斷,但總體來說,以上建議適合于所有廠家的設備。

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