Informationen zu Netzlastausgleichsfunktionen
Mit IBM Cloud® Network Load Balancer for VPC (NLB) können Sie den Datenverkehr auf mehrere Serverinstanzen innerhalb derselben Region Ihrer VPC-Instanz verteilen.
NLBs können Member in allen drei Verfügbarkeitszonen akzeptieren, aber die NLB selbst befindet sich in einer bestimmten Zone. Weitere Informationen enthält der Abschnitt Unterstützung für mehrere Zonen.
Es ist möglich, Ports pro Kunde zuzuweisen, aber es gibt keine Portdurchsetzung auf der VP-Gateway-Ebene.
Typen von Netzlastausgleichsfunktionen
Wie in der Übersicht über Lastausgleichsfunktionen für VPC erläutert, sind viele Typen von NLBs verfügbar:
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Öffentlich – Ein öffentlicher Load Balancer ist ein Load Balancer mit einer öffentlich zugänglichen IP-Adresse, die im DNS registriert ist.
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Privat-Auf eine private Lastausgleichsfunktion kann nur über das VPC-Netz zugegriffen werden, wenn sich der Client in derselben VPC befindet oder über eine Erreichbarkeit verfügt (z. B. über Direct Linkund/oder Transit Gateway). Bei privaten Lastausgleichsfunktionen müssen Sie über ein dediziertes Teilnetz verfügen, für das keine angepassten Routen konfiguriert sind.
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Private mit aktiviertem Routing-Modus- Private NLBs mit aktiviertem Routing-Modus unterstützen VNF-Geräte (Virtual Network Function) als Backend-Ziele. Sie führen ein direktes Routing ohne NAT durch und ermöglichen es VNF-Geräten, Pakete direkt zu inspizieren.
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Privater Pfad-Service-Provider verwenden NLBs mit privatem Pfad, um eine sichere Verbindung zwischen IBM Cloud und VPC-gehosteten Services anderer Anbieter im privaten IBM Cloud-Netz herzustellen. NLBs für private Pfade sind erforderlich, wenn Sie Dienste für private Pfade verwenden, um den Netzwerkverkehr auf einem privaten Pfad zu halten, der sich nie mit dem Internet kreuzt. Weitere Informationen finden Sie im Private Path Solutions Guide.
NLBs mit privatem Pfad können nur mit einem Dienst mit privatem Pfad verwendet werden.
Einführung
Führen Sie die folgenden Schritte aus, um mit der Verwendung von Netzlastausgleichsfunktionen zu beginnen:
- Bekannte Probleme für Netzwerk-Load-Balancer überprüfen.
- Befolgen Sie die Anweisungen für Ihre jeweilige NLB:
Weitere Informationen finden Sie unter Typen von Lastausgleichsfunktionen und im Vergleichsdiagramm für Lastausgleichsfunktionen.
Lastausgleichsmethoden
Zum Verteilen des Datenverkehrs auf die Back-End-Anwendungsserver stehen die folgenden drei Methoden für den Lastausgleich zur Verfügung: 'Umlauf', 'Gewichteter Umlauf' und 'Wenigste Verbindungen'.
Wenigste Verbindungen
Bei diesem Verfahren erhält die Backend-Serverinstanz, die zu einem bestimmten Zeitpunkt die geringste Anzahl an Verbindungen bedient, die nächste Client-Verbindung.
NLBs mit privatem Pfad unterstützen nicht die Methode der kleinsten Verbindung.
Umlaufverfahren
Das Umlaufverfahren ist die Standardmethode beim Lastausgleich. Bei Verwendung dieser Methode leitet die Lastausgleichsfunktion eingehende Clientverbindungen im Umlaufverfahren an die Back-End-Server weiter. Als Ergebnis erhalten alle Back-End-Server in etwa die gleiche Anzahl von Clientverbindungen.
Gewichtetes Umlaufverfahren
Bei dieser Methode leitet die Lastausgleichsfunktion eingehende Clientverbindungen in dem Verhältnis an die Back-End-Server weiter, das der jeweils dem Server zugeordneten Gewichtung entspricht. Jedem Server wird standardmäßig die Gewichtung
50 zugeordnet. Diese Gewichtung kann in einen beliebigen Wert im Bereich von 0 - 100 geändert werden.
Beispiel: Wenn den Anwendungsservern A, B und C die Gewichtungen 60, 60 und 30 zugeordnet sind, erhalten Server A und B gleich viele Verbindungen, während der Server C nur halb so viele Verbindungen erhält.
Die Gewichtungswerte der Server werden nur im gewichteten Umlaufverfahren angewendet. Die Gewichtungen werden im normalen Umlaufverfahren und bei dem Verfahren 'Wenigste Verbindungen' für den Lastausgleich ignoriert.
Die Gewichtung 0 bewirkt, dass keine neuen Verbindungen an den betreffenden Server weitergeleitet werden. Der vorhandene Datenverkehr wird jedoch weiterhin übertragen. Die Verwendung einer Gewichtung von kann 0 dabei
helfen, einen Server schrittweise außer Betrieb zu nehmen und aus dem Dienstrotationszyklus zu entfernen.
Front-End-Listener und Back-End-Pools
Front-End-Listener sind Anwendungsports für Lastausgleichsfunktionen, mit denen eingehende Anforderungen empfangen werden, während Back-End-Pools die Anwendungsserver hinter den Lastausgleichsfunktionen sind. Sie können bis zu 10 Front-End-Listener definieren und sie zu Back-End-Pools auf den Back-End-Anwendungsservern zuordnen. Bei einem öffentlichen NLB sind der Ihrem Load Balancer zugewiesene FQDN und die Front-End-Listener-Ports für das Internet zugänglich. Eingehende Benutzeranforderungen werden über diese Ports empfangen. Für Front-End-Listener und Back-End-Pools werden die Protokolle TCP und UDP unterstützt.
Sie können einem Back-End-Pool bis zu 50 Virtual Server-Instanzen zuordnen. Der Datenverkehr für jede Instanz wird an den angegebenen Datenport gesendet. Dieser Datenport muss nicht mit dem Front-End-Listener-Port identisch sein.
Ausfallsicherheitsrichtlinien für Backend-Pools
Wenn Sie einen Back-End-Pool in einem Load Balancer bearbeiten, können Sie eine der folgenden ausfallsicheren Richtlinienaktionen angeben:
- Weiterleiten:- Der Load Balancer leitet Anfragen an einen bestimmten Backup-Pool weiter. Dies bietet einen sauberen Failover-Pfad zu einem anderen Satz von Anwendungsservern. Sie müssen einen bestehenden Backup-Pool konfiguriert und bereit haben, Datenverkehr zu empfangen.
- Umgehung:- Der Load Balancer sendet Anfragen direkt an die Ziel-IP-Adressen der Mitglieder und umgeht den Load Balancer vollständig. Diese Option wird in der Regel in bestimmten Netzwerkkonfigurationen verwendet, z. B. mit Network Load Balancern und VNF-Geräten (Virtual Network Function).
- Verwerfen:- Der Load Balancer verwirft alle eingehenden Anfragen, und der Client erhält keine Antwort.
Sie können ein ausfallsicheres Ziel aus einer Liste geeigneter Sicherungspools auswählen.
Anforderungen an den ausfallsicheren Zielpool (wenn die Aktion Vorwärts ist):
- müssen zum selben Load Balancer gehören
- müssen das gleiche oder ein kompatibles Protokoll haben ( TCP ist nur mit TCP kompatibel, aber jede Kombination von HTTP und HTTPS ist kompatibel)
Maximum für Verbindungen
Es gibt keine festgelegte Anzahl von Standard- oder Maximalverbindungen für einen Netzwerk-Loadbalancer. Die Gesamtzahl der gleichzeitigen Verbindungen hängt von Faktoren wie den zugewiesenen Ressourcen und dem Netzdurchsatz ab.
VPC-Darstellung einer Netzlastausgleichsfunktion
Abbildung 1 zeigt die VPC-Darstellung einer typischen Netzwerk-Load-Balancer-Konfiguration. Die NLB wird in einem VPC-Teilnetz bereitgestellt. Um den Netzwerkdatenpfad auf dem NLB zu konfigurieren, müssen ein Listener, ein Pool und mindestens ein Mitglied angelegt werden. Ein Listener ist der Front-End-Port, auf dem der NLB auf Kundenanfragen wartet. Diese Anforderungen werden an die Ziele in dem Pool weitergeleitet, der dem Listener zugeordnet ist. Ein Pool ist eine Gruppe von Zielen, die dazu dient, die bei der NLB für einen bestimmten Listener eingehenden Netzwerkanfragen zu verteilen. Ein Mitglied ist ein Back-End-Server mit einem angegebenen Port, der für den Empfang von Anforderungen konfiguriert ist.
Layer-4-Lastausgleich
Von Network Load Balancer for VPC wird ein Layer-4-Lastausgleichsservice (auch als Transportschicht bezeichnet) für die Server der Benutzer in einer VPC bereitgestellt. Von ihm wird auf Basis der Quellen- und Ziel-IP-Adressen und des Ports im Paketheader entschieden, wohin der Datenverkehr übertragen wird. Von der Lastausgleichsfunktion wird der Inhalt des Pakets nicht überprüft.
Da für den Layer-4-Lastausgleich im Vergleich zu einem fortgeschritteneren Lastausgleich wie Layer 7 weniger Rechenleistung erforderlich ist, werden CPU und Hauptspeicher effizienter genutzt.
Anwendungsfall 1: Lastausgleichsfunktion für öffentliche Netze
Eine öffentliche NLB unterstützt Direct Server Return (DSR). Lastausgleichsfunktionen für Anwendungen unterstützen diese Funktion nicht.
Abbildung 2 zeigt, wie eine öffentliche NLB funktioniert. Der Konsument registriert die IP-Adresse der Lastausgleichsfunktion beim DNS unter Verwendung des FQDN der Lastausgleichsfunktion. Der Konsument fragt optional den DNS-Server ab. DNS antwortet mit der IP-Adresse der Lastausgleichsfunktion. Der Verbraucher sendet eine TCP Anfrage an den Load Balancer für Daten, und der Load Balancer leitet die Anfrage an ein Back-End-Ziel weiter. Das Ziel generiert eine Antwort und die Antwort wird direkt mit DSR an den Konsumenten gesendet.
Anwendungsfall 2: Lastausgleichsfunktion für private Netze
Auf eine private NLB kann nur innerhalb des VPC-Netzes zugegriffen werden, wenn der Konsument erreichbar ist (z. B. über Direct Link, Transit Gatewayoder beides).
Bei privaten Lastausgleichsfunktionen müssen Sie über ein dediziertes Teilnetz verfügen, für das keine angepassten Routen konfiguriert sind.
Abbildung 3 veranschaulicht die Funktionsweise einer privaten NLB. Der Konsument fragt den DNS nach der IP-Adresse der Lastausgleichsfunktion unter Verwendung des FQDN der Lastausgleichsfunktion ab. Der Konsument fragt optional den DNS-Server ab. DNS antwortet mit der IP-Adresse der Lastausgleichsfunktion. Der Verbraucher sendet eine TCP Anfrage an den Load Balancer für Daten über eine direkte Verbindung oder ein Transit-Gateway, und der Load Balancer leitet die Anfrage an ein Back-End-Ziel weiter. Das Ziel generiert eine Antwort und die Antwort wird mithilfe von DSR direkt an den Konsumenten gesendet.
Anwendungsfall 3: Lastausgleichsfunktion für private Netze mit aktiviertem Routing-Modus
NLBs, bei denen route_mode auf true gesetzt ist, sind private Lastausgleichsfunktionen, die nur VNF-Appliances (Virtual Network Function) wie z. B. eine Firewall als Back-End-Ziele unterstützen.
Abbildung 4 zeigt, wie eine private NLB mit Routing-Modus funktioniert. Der Konsument fragt den DNS nach der IP-Adresse der Lastausgleichsfunktion unter Verwendung des FQDN der Lastausgleichsfunktion ab. Der Konsument fragt optional den DNS-Server ab. DNS antwortet mit der IP-Adresse der Lastausgleichsfunktion. Der Verbraucher sendet eine TCP Anfrage an den Load Balancer für Daten über eine direkte Verbindung oder ein Transit-Gateway. Die Lastausgleichsfunktion leitet die Anforderung an VNF-Einheiten, dann an Back-End-Ziele weiter. Das Ziel generiert eine Antwort und diese Antwort wird an die NLB und anschließend erneut an VNF-Einheiten zurückgesendet, bevor es zum Client zurückkehrt.
Anwendungsfall 4: Hochverfügbarkeit für mehrere Zonen unter Verwendung eines Netzwerk-Lastausgleichs
Abbildung 5 zeigt, wie Sie einen NLB zur Unterstützung mehrerer Zonen einsetzen können. Dieses Bereitstellungsszenario erfordert häufig die Verwendung der Option Global Load Balancer (GLB) in IBM Cloud Internet Services(CIS).
Für diesen Anwendungsfall gibt es eine bekannte Einschränkung. Zwei Mitglieder mit derselben Instanz und demselben Anschluss können nicht gleichzeitig existieren. Stattdessen können Sie einen anderen Anschluss mit der gleichen Instanz verwenden.
Möglicherweise möchten Sie die hohe Durchsatzleistung (und geringe Latenz) nutzen, die der NLB durch DSR erzielt. Darüber hinaus wird empfohlen, Ihre Workloads in mehreren Zonen bereitzustellen, um deren Verfügbarkeit in einer Hochverfügbarkeitsumgebung (HA) zu erhöhen.
Sie können dieses Implementierungsszenario verwenden, um hohe Verfügbarkeit zu erreichen und sicherzustellen, dass Workloads in mehreren Verfügbarkeitszonen verfügbar sind, falls ein Fehler der Lastausgleichsfunktion auftritt. Wenn eine Fehlerbedingung für eine Lastausgleichsfunktion in einer Verfügbarkeitszone auftritt, sendet die GLB keinen Datenverkehr mehr an diese Verfügbarkeitszone. Wenn beispielsweise ein Fehler in Verfügbarkeitszone 1 auftritt, sendet die GLB Datenverkehr an Verfügbarkeitszone 2 oder Verfügbarkeitszone 3. Beispielszenarios können eine große Anzahl von Fehlern umfassen, von einer einzelnen NLB bis hin zu einer gesamten Verfügbarkeitszone.
Die Anforderung einer NLB pro Zone ist nur für öffentliche und private NLB erforderlich. Private Path NLB ist von Natur aus regional, so dass es nicht notwendig ist, einen pro Zone zu definieren.
Anwendungsfall 5: Private Path Network Load Balancer
Bei einem NLB mit privatem Pfad werden alle Datenverkehrskontrollpunkte zwischen dem Provider und dem Verbraucher innerhalb der Infrastruktur IBM Cloud gespeichert. Die Daten werden nicht ins Internet übertragen.
Im Gegensatz zu anderen NLBs bietet ein Private Path Network Load Balancer regionale Verfügbarkeit und ist selbst bei der Auswahl eines einzelnen Subnetzes gegen Zonenausfälle resistent. Sie müssen nicht mehrere Private Path Load Balancer erstellen oder mehr als ein einzelnes Subnetz angeben, um die Ausfallsicherheit einer Zone zu gewährleisten. Die Auswahl des Subnetzes wirkt sich nur auf die IP-Adressen aus, die mit dem Load Balancer verbunden sind.
Sie können NLBs für private Pfade nur mit einem Service für private Pfade verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Informationen zu privaten Pfadservices.
Abbildung 6 zeigt, wie ein Privatpfad-NLB funktioniert, um einen Privatpfaddienst zu unterstützen. Die NLB des privaten Pfads wird beim DNS-Server registriert. Der Konsument fragt optional den DNS-Server ab. Der Verbraucher sendet dann über ein VPE-Gateway eine Datenanforderung TCP an den Private Path NLB, der die Anforderung an die Ziele weiterleitet. Die Ziele wiederum erzeugen eine Antwort, die per Direct-Server-Return an das VPE und dann an den Verbraucher gesendet wird.
