F5 LTM 知识点和实验 3-负载均衡中的负载算法

第三章：负载均衡中的负载算法

负载算法分为静态的和动态的。静态的连接分布模式是预先设置的，流量处理中是不会变化的，动态的连接分布模式也是预先设置的，但是连接分布会根据某些因素的改变而调整。

轮询（round robin）：

将新建的链接逐一转发到每一个后端服务器上。静态的。

比率轮询（ratio）：

可以根据赋予的权重将流量分不到后端服务器上，ratio可以根据member或者node为单位进行赋予。静态的。

最小连接数（least connnection）：

将新建的链接分发到当前连接最少的后端。对于长连接场景有很好的均衡效果，随着时间推移，设备的连接数会比较均匀。

最快（fastest）：

将新连接分配给当前拥有最少未完成的第7层请求的应用节点，如果关联的vs同时不具备tcp和7层的profile，就会使用最少连接算法，进行负载。此方式对于流量分配到响应时间可能不同的设备非常有用。

最少会话（least sessions）：

将新建连接转发到持久化表中最少记录的后端服务器上，这种方式必须关联persistence的profile，且persistence的profile必须使用持久化表。

加权最少连接数（weight least connection）：

要求每个成员或节点分配一个非零连接限制，然后，请求被分配到使用其容量的最小百分比设备，其中容量是当前连接数与允许的最大连接数的比率。

观察（observed）：

此算法计算一个动态比率（ratio）值，这个值基于四层连接数，bigip系统每秒钟都会统计每个后端的连接数，并分配一个比率值，当有一个新连接，会根据分配的比率值来进行连接分配，优选比率值最大的后端。

预测（predictive）：

该算法对服务器性能随时间的推移进行排名，并优选性能有所提高的后端服务器，bigip系统根据一段时间内到每个成员的四层连接数计算动态比率值，每秒钟，bigip系统会观察到每个后端服务器的四层连接数，并与之前的连接数进行对比，以确定性能趋势，并为每一个成员分配一个比率值，如果连接数保持不变，则系统不更改比率值，如果连接数增加，则比率值减少，反之增加，新建连接会根据比率值进行分配，优选比率值最大的后端服务器。

动态比率（dynamic ratio）：

此算法专门用于RealNetwork RealSystem服务器平台，配置了windows management instrumentation的windows平台或者配置了snmp代理的服务器。

优先组（priority group ）:

优先组的概念允许你在单个池子内定于主要成员和备用成员。你需要对组进行赋值，同时要配置这个组最小成员数，当小于可用成员小于这个数的时候，会启用备用组。

举个例子：一个pool有6个member。3个在组10，3个在组5，同时配置最少可用成员为2，当接收到流量的时候，只有组10的3个成员会收到流量，组5的三个成员不会被分配流量。

如果此时组10内的两个成员健康检测失败或者手工配置为不可用，bigip系统将会激活下一个低优先级的组，这里就是组5的三个成员，此时流量将会分配到4个后端服务器上。

一般优先组使用有两种场景，第一种，在主用出现大量故障的情况时，需要启用道歉服务器。第二种，如果后端服务器被多种业务使用，比如同一个服务器同时具备web和ftp程序，正常时候服务器承载ftp，如果优先组的web服务器大量故障，承载了ftp的服务器被激活，也可以充当web服务器。

优先组取值范围：0-4294967295。

备用主机（ fallback host）：

如果池中的成员都不能正常提供服务了，vs将会直接发送一个http回应报文到客户端，将他们重定向到其他的主机上，比如道歉服务器，备用主机的能力是在http profile中配置，且只能应用在http场景里。

实验：

配置优先组：

1、清除http_pool的统计值

2、给http_pool配置少于2个成员时候，激活优先组

• 路径：Local Traffic ›› Pools : Pool List ›› http_pool，member tab ›› Priority Group Activation
• tmsh:

modify ltm pool http_pool min-active-members 2

3、更改http_pool的所属组

memebr	ratio	priority group
172.16.20.1:80	1	0
172.16.20.2:80	2	4
172.16.20.3:80	3	4

• 路径：Local Traffic ›› Pools : Pool List ›› http_pool ›› Current Members
• tmsh：

modify ltm pool http_pool members modify { 172.16.20.2:http { priority-group 4 } }
modify ltm pool http_pool members modify { 172.16.20.3:http { priority-group 4 } }

4、在浏览器中输入10.10.10.100，刷新10次，看统计信息。

5、清除http_pool的统计值，并把172.16.20.2：80这个rs配置为disable，在浏览器中输入10.10.10.100，刷新10次，看统计信息。

6、将172.16.20.3：80这个rs配置为disable，确保流量完全打到172.16.20.1这台机器上，并给http_vs添加基于source_addr的持久化配置。在浏览器中输入10.10.10.100并刷新10次。此时在将172.16.20.2和3配置成enable，在浏览器中请求10.10.10.100，看数据流达到那台rs上。

7、删除http_vs的持久化配置

实验预期：

将优先级组激活设置为少于2个成员并启用所有池成员，172.16.20.1:80应该没有收到流量。流量以2:3的比例分配给成员172.16.20.2和172.16.20.3。
如果将优先级组激活设置为少于2个成员，并且禁用池成员172.16.20.2:80，则激活下一个较低优先级组(0)。然后将流量按1:3的比例分配给成员172.16.20.1和172.16.20.3。
当向http_vs添加源地址关联持久性配置文件，并强制连接进行负载平衡并持久化到最低优先级组(172.16.20.1:80)中的池成员时，即使在重新启用其他两个成员并且池中再次有两个成员可用之后，仍然持久化到172.16.20.1:80，并且将继续这样转发，直到持久性记录过期。

配置比率负载均衡：

将负载均衡算法从Ratio(member)调整成为Ratio(node),调整node节点172.16.20.3的权重为5.

2、在网页中请求10.10.10.100，刷新10次，查看http_pool的统计值，

实验预期：

由于优先级组仍然在http_pool上配置，因此只需激活两个池成员即可满足最小值。成员172.16.20.2:80和172.16.20.3:80在最高优先级组中，并且是BIG-IP系统负载平衡连接的唯一成员。但是，即使池成员172.16.20.2:80的比率为2，池成员172.16.20.3:80的比率为3,BIG-IP系统也会忽略这些比率，而使用关联节点上配置的比率。节点172.16.20.3的比值为5，节点172.16.20.2的比值为1。因此，地址172.16.20.3:80的连接数大约是地址172.16.20.2:80的连接数的5倍.

测试连接限制对优先组激活的影响

1、清除http_pool的统计值，调整172.16.20.3：80的connection limit值为3.

2、在浏览器中请求10.10.10.100多次。

3、查看统计值。

4、调整http_pool的算法为轮询算法，并关闭优先组。

5、设置172.16.20.3：80的connection limit值为0

6、调整http_pool的成员，优先组的数值为0，ratio均为1.

实验预期：

在对池成员172.16.20.3:80设置连接限制之前，流量只在优先级组4中的两个成员172.16.20.2:80和172.16.20.3:80之间进行负载分担。到池成员172.16.20.3:80的最大并发连接数远远超过3。
在将池成员172.16.20.3:80的连接限制设置为3后，流量在所有池成员之间进行负载均衡，因为该池成员将周期性地达到其最大连接数，从而触发激活优先级组0，其中172.16.20.1:80是其成员。激活后，BIG-IP系统在所有三个池成员之间负载均衡流量，直到172.16.20.3:80上的连接数低于3。当查看http_pool的统计信息时，到172.16.20.3:80的最大并发连接数应该是3。到其他池成员的最大并发连接数将可能比3大。