Network Load Balancing Network Load Balancing

Применяется к: Windows Server (Semi-Annual Channel), Windows Server 2016 Applies to: Windows Server (Semi-Annual Channel), Windows Server 2016

В этом разделе представлен обзор компонента балансировки сетевой нагрузки ( NLB ) в Windows Server 2016. In this topic, we provide you with an overview of the Network Load Balancing (NLB) feature in Windows Server 2016. С помощью NLB можно управлять двумя или более серверами как одним виртуальным кластером. You can use NLB to manage two or more servers as a single virtual cluster. Балансировка сетевой нагрузки повышает доступность и масштабируемость приложений Интернет-сервера, например, используемых в Интернете, FTP, брандмауэре, прокси, VPN виртуальной частной сети ( ) и других — критически важных серверах. NLB enhances the availability and scalability of Internet server applications such as those used on web, FTP, firewall, proxy, virtual private network (VPN), and other mission-critical servers.

В состав Windows Server 2016 входит новое программное обеспечение, основанное на Azure Load Balancer SLB, которое ( ) является компонентом программно-определяемой сетевой ( ) инфраструктуры Sdn. Windows Server 2016 includes a new Azure-inspired Software Load Balancer (SLB) as a component of the Software Defined Networking (SDN) infrastructure. Используйте SLB вместо балансировки сетевой нагрузки, если вы используете SDN, используют рабочие нагрузки, отличные от Windows, требуют преобразования исходящего сетевого адреса ( NAT ) или требуют ( ) балансировки нагрузки на основе уровня 3 или не TCP. Use SLB instead of NLB if you are using SDN, are using non-Windows workloads, need outbound network address translation (NAT), or need Layer 3 (L3) or non-TCP based load balancing. Вы можете продолжать использовать балансировку сетевой нагрузки с Windows Server 2016 для развертываний без SDN. You can continue to use NLB with Windows Server 2016 for non-SDN deployments. Дополнительные сведения о SLB см. в разделе Программная балансировка нагрузки (SLB) для Sdn. For more information about SLB, see Software Load Balancing (SLB) for SDN.

Функция балансировки сетевой нагрузки ( NLB ) распределяет трафик между несколькими серверами с помощью / сетевого протокола TCP IP. The Network Load Balancing (NLB) feature distributes traffic across several servers by using the TCP/IP networking protocol. Объединяя два или более компьютеров, на которых запущены приложения, в один виртуальный кластер, NLB обеспечивает надежность и производительность веб-серверов и других — критически важных серверов. By combining two or more computers that are running applications into a single virtual cluster, NLB provides reliability and performance for web servers and other mission-critical servers.

Серверы в NLB-кластере называются узлами, и на каждом узле выполняется отдельная копия серверных приложений. The servers in an NLB cluster are called hosts, and each host runs a separate copy of the server applications. Балансировка сетевой нагрузки позволяет распределять входящие клиентские запросы между узлами в кластере. NLB distributes incoming client requests across the hosts in the cluster. При этом можно настроить нагрузку для каждого узла. You can configure the load that is to be handled by each host. Если нужно обработать дополнительную нагрузку, узлы можно добавлять к кластеру динамически. You can also add hosts dynamically to the cluster to handle increased load. Кроме того, технология балансировки сетевой нагрузки может направлять весь трафик на один предназначенный для этого узел, называемый узлом по умолчанию. NLB can also direct all traffic to a designated single host, which is called the default host.

Балансировка сетевой нагрузки позволяет обращаться ко всем компьютерам в кластере по одному и тому же набору IP-адресов и поддерживает набор уникальных IP-адресов, выделенных для каждого узла. NLB allows all of the computers in the cluster to be addressed by the same set of IP addresses, and it maintains a set of unique, dedicated IP addresses for each host. Для — приложений с балансировкой нагрузки при сбое или переходе узла в режим «вне сети» нагрузка автоматически перераспределяется между компьютерами, которые еще работают. For load-balanced applications, when a host fails or goes offline, the load is automatically redistributed among the computers that are still operating. Когда компьютер будет готов к работе, он может снова присоединиться к кластеру в рабочем режиме и взять на себя часть нагрузки, что позволит снизить объем данных, приходящийся на другие компьютеры кластера. When it is ready, the offline computer can transparently rejoin the cluster and regain its share of the workload, which allows the other computers in the cluster to handle less traffic.

Практическое применение Practical applications

Балансировка сетевой нагрузки полезна для обеспечения доступности приложений без отслеживания состояния, таких как веб-серверы, работающие службы IIS ( IIS ) , с минимальным временем простоя и масштабируемости ( путем добавления дополнительных серверов при увеличении нагрузки ) . NLB is useful for ensuring that stateless applications, such as web servers running Internet Information Services (IIS), are available with minimal downtime, and that they are scalable (by adding additional servers as the load increases). В следующих разделах описывается применение NLB для поддержки высокой доступности, масштабируемости и управляемости кластерных серверов, выполняющих указанные приложения. The following sections describe how NLB supports high availability, scalability, and manageability of the clustered servers that run these applications.

Высокий уровень доступности High availability

Система высокой доступности обеспечивает обслуживание на приемлемом уровне с минимальной потерей машинного времени. A high availability system reliably provides an acceptable level of service with minimal downtime. Для обеспечения высокого уровня доступности NLB включает встроенные — функции, которые могут автоматически: To provide high availability, NLB includes built-in features that can automatically:

Выявление в кластере самопроизвольно прекратившего работу или отключившегося от сети узла с последующим его восстановлением. Detect a cluster host that fails or goes offline, and then recover.

Балансировка нагрузки сети при добавлении и удалении узлов. Balance the network load when hosts are added or removed.

Восстановление и перераспределение рабочей нагрузки в течение 10 секунд. Recover and redistribute the workload within ten seconds.

Масштабируемость Scalability

Масштабируемость показывает, насколько можно расширить возможности компьютера, службы или приложения в соответствии с повышением требований к его производительности. Scalability is the measure of how well a computer, service, or application can grow to meet increasing performance demands. Применительно к кластерам NLB масштабируемость — это возможность добавления одной или нескольких систем к существующему кластеру, когда общая нагрузка кластера превышает его текущую производительность. For NLB clusters, scalability is the ability to incrementally add one or more systems to an existing cluster when the overall load of the cluster exceeds its capabilities. Поддержка масштабируемости реализуется в NLB следующим образом: To support scalability, you can do the following with NLB:

Балансировка запросов на загрузку в кластере балансировки сетевой нагрузки для отдельных / служб TCP IP. Balance load requests across the NLB cluster for individual TCP/IP services.

Поддержка до 32 компьютеров в одном кластере. Support up to 32 computers in a single cluster.

Сбалансировать запросы на загрузку нескольких серверов ( с одного клиента или с нескольких клиентов на ) нескольких узлах в кластере. Balance multiple server load requests (from the same client or from several clients) across multiple hosts in the cluster.

Добавление узлов в NLB-кластер по мере увеличения нагрузки, не приводящее к сбоям в работе кластера. Add hosts to the NLB cluster as the load increases, without causing the cluster to fail.

Вывод узлов из состава кластера по мере уменьшения нагрузки. Remove hosts from the cluster when the load decreases.

Высокая производительность и уменьшение объема служебных данных за счет реализации полнофункционального конвейерного режима. Enable high performance and low overhead through a fully pipelined implementation. Данный режим позволяет отправлять запросы NLB-кластеру, не ожидая ответа на предыдущий запрос. Pipelining allows requests to be sent to the NLB cluster without waiting for a response to a previous request.

Управляемость Manageability

Поддержка управляемости реализуется в NLB следующим образом: To support manageability, you can do the following with NLB:

Управление и настройка нескольких кластеров балансировки сетевой нагрузки и узлов кластера с одного компьютера с помощью диспетчера NLB или командлетов балансировки сетевой нагрузки (NLB) в Windows PowerShell. Manage and configure multiple NLB clusters and the cluster hosts from a single computer by using NLB Manager or the Network Load Balancing (NLB) Cmdlets in Windows PowerShell.

Используя правила управления портами, можно задавать режим балансировки для отдельного IP-порта или группы портов. Specify the load balancing behavior for a single IP port or group of ports by using port management rules.

Для портов каждого веб-сайта могут определяться различные правила. Define different port rules for each website. При использовании одного набора — серверов с балансировкой нагрузки для нескольких приложений или веб-сайтов правила портов основываются на целевом виртуальном IP-адресе, ( использующем виртуальные кластеры ) . If you use the same set of load-balanced servers for multiple applications or websites, port rules are based on the destination virtual IP address (using virtual clusters).

Направлять все клиентские запросы на один узел с помощью необязательных — правил одного узла. Direct all client requests to a single host by using optional, single-host rules. NLB будет направлять клиентские запросы на определенный узел, где выполняются заданные приложения. NLB routes client requests to a particular host that is running specific applications.

Имеется возможность блокировки доступа по сети к определенным IP-портам. Block undesired network access to certain IP ports.

Включите поддержку IGMP для протокола управления группами Интернета ( ) на узлах кластера, чтобы управлять переполнением портов коммутатора ( , когда входящие сетевые пакеты отправляются на все порты коммутатора ) при работе в режиме многоадресной рассылки. Enable Internet Group Management Protocol (IGMP) support on the cluster hosts to control switch port flooding (where incoming network packets are sent to all ports on the switch) when operating in multicast mode.

Запуск, остановка и управление действиями NLB могут производиться удаленно с использованием команд или сценариев Windows PowerShell. Start, stop, and control NLB actions remotely by using Windows PowerShell commands or scripts.

События NLB можно просматривать в журнале событий Windows. View the Windows Event Log to check NLB events. В журнал событий записываются все действия NLB и изменения кластера. NLB logs all actions and cluster changes in the event log.

Важные функции Important functionality

NLB устанавливается как стандартный компонент сетевого драйвера Windows Server. NLB is installed as a standard Windows Server networking driver component. Его операции прозрачны для / сетевого стека TCP IP. Its operations are transparent to the TCP/IP networking stack. На следующем рисунке показана связь между балансировкой сетевой нагрузки и другими компонентами программного обеспечения в типичной конфигурации. The following figure shows the relationship between NLB and other software components in a typical configuration.

Ниже приведены основные возможности балансировки сетевой нагрузки. Following are the primary features of NLB.

Не требует для запуска изменений аппаратной части. Requires no hardware changes to run.

Предоставляет средства балансировки сетевой нагрузки для управления несколькими кластерами и всеми узлами кластеров, а также их настройки с одного удаленного или локального компьютера. Provides Network Load Balancing Tools to configure and manage multiple clusters and all of the hosts from a single remote or local computer.

Позволяет клиентам получать доступ к кластеру с помощью одного логического имени Интернета и виртуального IP-адреса, который называется IP-адресом кластера и содержит ( отдельные имена для каждого компьютера ) . Enables clients to access the cluster by using a single, logical Internet name and virtual IP address, which is known as the cluster IP address (it retains individual names for each computer). Балансировка сетевой нагрузки поддерживает несколько виртуальных IP-адресов для многосетевых серверов. NLB allows multiple virtual IP addresses for multihomed servers.

При развертывании виртуальных машин в качестве виртуальных кластеров балансировка сетевой нагрузки не требует, чтобы серверы были подключены к нескольким виртуальным IP-адресам. When you deploy VMs as virtual clusters, NLB does not require servers to be multihomed to have multiple virtual IP addresses.

Средство балансировки сетевой нагрузки может быть привязано к нескольким сетевым адаптерам, что позволяет настроить несколько независимых кластеров на каждом узле. Enables NLB to be bound to multiple network adapters, which enables you to configure multiple independent clusters on each host. Поддержка нескольких сетевых адаптеров — это не то же самое, что виртуальные кластеры, в которых можно настраивать несколько кластеров на одном сетевом адаптере. Support for multiple network adapters differs from virtual clusters in that virtual clusters allow you to configure multiple clusters on a single network adapter.

Не требует модификации серверных приложений, что обеспечивает их работу в любом кластере NLB. Requires no modifications to server applications so that they can run in an NLB cluster.

Возможна настройка автоматического добавления узла в кластер при сбое в работе узла данного кластера с последующим возвращением с сеть. Can be configured to automatically add a host to the cluster if that cluster host fails and is subsequently brought back online. Добавленный узел может приступать к обработке новых клиентских обращений к серверу. The added host can start handling new server requests from clients.

Обеспечивает возможность отключения компьютеров от сети для проведения профилактического обслуживания, не затрагивая операции кластера на других узлах. Enables you to take computers offline for preventive maintenance without disturbing the cluster operations on the other hosts.

Требования к оборудованию Hardware requirements

Ниже приведены требования к оборудованию для запуска кластера балансировки сетевой нагрузки. Following are the hardware requirements to run an NLB cluster.

Все узлы кластера должны располагаться в одной подсети. All hosts in the cluster must reside on the same subnet.

Количество сетевых адаптеров на каждом узле не ограничено, при этом различные узлы могут иметь разное число адаптеров. There is no restriction on the number of network adapters on each host, and different hosts can have a different number of adapters.

Все сетевые адаптеры в одном кластере необходимо использовать либо в одноадресном, либо в многоадресном режиме. Within each cluster, all network adapters must be either multicast or unicast. Балансировка сетевой нагрузки не поддерживает смешанную среду одноадресной и многоадресной рассылки внутри одного кластера. NLB does not support a mixed environment of multicast and unicast within a single cluster.

При использовании одноадресного режима сетевой адаптер, используемый для — — управления трафиком клиентов в кластере, должен поддерживать смену ( MAC-адреса контроля доступа к носителю ) . If you use the unicast mode, the network adapter that is used to handle client-to-cluster traffic must support changing its media access control (MAC) address.

Требования к программному обеспечению Software requirements

Ниже приведены требования к программному обеспечению для запуска кластера балансировки сетевой нагрузки. Following are the software requirements to run an NLB cluster.

/На адаптере, для которого включена балансировка сетевой нагрузки на каждом узле, можно использовать только IP-адрес TCP. Only TCP/IP can be used on the adapter for which NLB is enabled on each host. Не добавляйте в этот адаптер никакие другие протоколы ( , например IPX ) . Do not add any other protocols (for example, IPX) to this adapter.

IP-адреса серверов в составе кластера должны быть статическими. The IP addresses of the servers in the cluster must be static.

NLB не поддерживает протокол DHCP протокола динамической настройки ( узла ) . NLB does not support Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). NLB отключает протокол DHCP на каждом настраиваемом интерфейсе. NLB disables DHCP on each interface that it configures.

Сведения об установке Installation information

Балансировку сетевой нагрузки можно установить с помощью диспетчер сервера или команд Windows PowerShell для балансировки сетевой нагрузки. You can install NLB by using either Server Manager or the Windows PowerShell commands for NLB.

Дополнительно можно установить средства балансировки сетевой нагрузки для управления локальным или удаленным кластером NLB. Optionally you can install the Network Load Balancing Tools to manage a local or remote NLB cluster. К этим средствам относятся диспетчер балансировки сетевой нагрузки и команды Windows PowerShell NLB. The tools include Network Load Balancing Manager and the NLB Windows PowerShell commands.

Установка с диспетчер сервера Installation with Server Manager

В диспетчер сервера можно использовать мастер добавления ролей и компонентов, чтобы добавить функцию балансировки сетевой нагрузки . In Server Manager, you can use the Add Roles and Features Wizard to add the Network Load Balancing feature. После завершения работы мастера устанавливается балансировка сетевой нагрузки и не требуется перезагружать компьютер. When you complete the wizard, NLB is installed, and you do not need to restart the computer.

Установка с помощью Windows PowerShell Installation with Windows PowerShell

Чтобы установить NLB с помощью Windows PowerShell, выполните следующую команду в командной строке Windows PowerShell с повышенными привилегиями на компьютере, где требуется установить NLB. To install NLB by using Windows PowerShell, run the following command at an elevated Windows PowerShell prompt on the computer where you want to install NLB.

После завершения установки перезагрузка компьютера не требуется. After installation is complete, no restart of the computer is required.

Дополнительные сведения см. в разделе Install-WindowsFeature. For more information, see Install-WindowsFeature.

Диспетчер балансировки сетевой нагрузки Network Load Balancing Manager

Чтобы открыть диспетчер балансировки сетевой нагрузки в диспетчере сервера, в меню Сервис выберите пункт Диспетчер балансировки сетевой нагрузки. To open Network Load Balancing Manager in Server Manager, click Tools, and then click Network Load Balancing Manager.

Дополнительные ресурсы Additional resources

В следующей таблице приведены ссылки на дополнительные сведения о функции балансировки сетевой нагрузки. The following table provides links to additional information about the NLB feature.