通过负载均衡器+域名实现容灾切换-（6）Win下NLB基本原理

NLB支持单播、多播两种模式：

1、单播模式：NLB服务会重新为每个节点中启动NLB的网卡重新分配MAC地址（此MAC地址称为集群MAC地址），并且所有的NLB阶段均使用相同的MAC地址（均使用集群MAC地址），同时NLB会修改所有发送的数据中源MAC地址，这样就导致交换机不能将此集群MAC地址绑定在某个端口上。工作在单薄模式下的NLB可以在所有网络环境下正常运行（兼容性最好）。

   单播模式下，由于所有的NLB阶段具有相同的MAC地址，所以NLB节点自建不能通过自己原有的专用IP进行通信，节点之间无法Ping通。此时需要采用双网卡来保证节点间通信，1块网卡用于启用NLB，1块网卡用于节点间通信，第二块网卡很重要，作为心跳IP。

2、多播模式：NLB不会修改启用NLB服务的网卡的MAC地址，而是为它再分配一个二层多播MAC地址专用于NLB的通讯（此MAC地址称为集群MAC地址），这样NLB节点可以通过自己原有的IP地址进行通信。

 

由于NLB所使用的集群MAC地址没有绑定在某个具体的交换机端口上，所以所有NLB通讯均通过交换机的所有端口进行广播，为了避免泛洪现网，需将所有NLB节点添加到同一VLAN。

 

NLB功能特点：

1、可伸缩性。

   负载在增加时，支持在不关闭集群情况下向NLB集群添加主机。

   负载降低时，支持从集群中删除主机。

2、高可用性。

   检测发生故障、或脱机的主机并对其进行恢复。

   添加或删除主机时平衡网络负载。

   十秒内恢复并重新分发负载。

3、可管理性。

   NLB具备管理器，可以从单个计算机管理、配置多个NLB集群和集群主机。

   具备端口管理规则，可以为单个IP端口、或一组端口指定负载平衡行为。

  可以为每个网站定位不同的端口规则，如果对多个应用程序、或网站共同使用一组NLB，其端口规格基于目标虚拟IP地址。

   可以使用shell命令、脚本，从运行Windows的计算机上远程启动、停止、控制NLB操作。

 

 

故障转移群集 & NLB:

虽然NLB群集可以提高系统的可靠性，但是NLB群集不能保存用户提交的数据，所以不能为数据库、邮件等服务应用网络负载平衡群集。提高这些服务的可靠性只能应用故障转移群集。

 

故障转移群集是一组独立的计算机，群集服务器（节点）通过物理电缆和软件连接可协同工作，以增强应用程序和服务的可用性。故障转移群集最多可以组合八个节点（在Windows Server 2008×64平台上支持16个节点）。故障转移群集可以使用Windows Server 2008 Datacenter Edition或Windows Server 2008 Enterprise Edition系统。

 

故障转移群集与NLB群集有一个明显的区别：故障转移群集包含一个连接到所有节点的储存设备，即共享储存设备。共享储存设备用于储存群集的公用数据和仲裁数据。

 

为了保证共享储存设备上数据的完整性，故障转移群集内一次只有一个节点拥有共享储存设备的所有权。只有该节点宕机或认为转移所有权时，才会由下一个节点拥有共享储存设备的所有权。这就决定了故障转移群集和NLB群集在功能上的不同，即故障转移群集内一般只有一个节点为用户提供服务，其余节点都处于被动状态。当主动节点因故宕机时，会由下一个节点接替继续为用户提供服务；而NLB群集内的节点可以同时为用户提供服务。

 

1、心跳线

群集的各个节点相互间会定期使用专用的群集网络交换数据报信息（默认每隔5秒），因为只要群集节点在工作，就会不停地、周期性地发送信息给群集内的其余节点，所有这些消息被称作心跳信息，用于传送心跳信息的专用网络被称为心跳线。

如果主动节点发生故障，在指定的周期内（默认为两个周期，10秒钟）备份节点没有接受到心跳信息，那么将进行故障转移，由备份节点接管群集，对外提供服务。

 

2、仲裁盘

仲裁盘保存有群集的配置数据库，在数据库内包含多种配置信息。

仲裁在群集中非常重要，它主要提供以下两个功能：

 一致性：对所有同群集有关的配置信息而言，仲裁充当了最具权威的仓库，如果群集服务无法读取仲裁日志，它将不会启动，因为它无法保存处于一致性的状态，而这又是群集最主要的要求之一。

 斡旋作用：仲裁提供斡旋作用可以避免“各自为政”的情况。当两个或多个群集节点之间的所有网络通信链路都失效时，会发生“各自为政”的局面。使用仲裁后，可以保证任何群集资源只会在某一个节点上进入联机状态。

 

3、Windows Server 2008全新仲裁模式

传统的故障转移群集只使用一个仲裁盘，这种方式存在单点故障隐患。如果仲裁盘出现故障，将无法判断群集资源的所有者并控制故障转移过程，因而导致整个群集崩溃。为了修补这个缺陷，Windows Server 2008故障转移群集引入了见证盘概念和四种仲裁配置选择。

 

A.见证盘

  见证盘是仲裁盘的一种发展，见证盘上保存的数据和仲裁盘性类似，但是见证盘需要和群集节点相配合才能完成以前仲裁盘的功能，进而避免了仲裁盘的单点故障。

B.仲裁配置

（1）节点多数仲裁配置

当群集内多数节点运行时，群集运行，反之，群集停止。节点多数仲裁配置允许失败的节点数为N/2-1，N为节点数，当N/2不为整数时四舍五入。节点多数仲裁配置应在节点数为基数时使用。

（2）节点和磁盘多数冲裁配置

当见证盘可用时，允许失败的节点数为N/2（N为节点数，当N/2不为整数时四舍五入）。当见证盘不可用时，允许失败的节点数为N/2-1（N为节点数，当N/2不为整数时四舍五入）。

（3）节点和文件共享多数仲裁配置

节点和文件共享多数仲裁配置与节点和磁盘多数冲裁配置相似，只不过其见证盘是群集中所有节点可以访问的文件共享，而不是群集储存中的磁盘。

（4）无多数（仅磁盘）仲裁配置

在使用仅磁盘仲裁配置群集中，节点数不影响如何实现仲裁，磁盘就是仲裁。但是，如果失去与磁盘的通信，群集将不可用。