可靠性负载均衡集中管理器技术研究

马宗达      陈建新

国网新疆电力公司信息通信公司   新疆乌鲁木齐  830026

摘      要：由于企业的服务器、存储、网络设备、软件规模增长迅速，对于软硬件及网络设备集中、统一的运维管理成为必需。通过采用可靠性负载均衡集中管理技术，可以极大地降低管理多台负载均衡设备的成本和复杂性，通过在在窗格视图展现不同负载设备运行状态信息，以实现常见任务的自动化、确保化的实时监控。同时为建立一体化的运维管理框架，改善设备管理技术创新，对于降低IT运维管理风险，提高业务系统稳定性，保障基础架构高可用性等方面有着紧迫和重要的战略意义。

关  键  词：负载均衡； 集中管理；配置；

1引言

随着电力企业综合信息化水平不断提升，在线并行业务系统数量不断增多，如营销业务应用、用户用电信息采集、生产管理系统、ERP、财务管控、输变电状态检测系统、电力调度管理系统等。目前这些应用系统大多通过F5负载均衡设备来进行流量压力处理和业务访问速度优化工作。但由于业务应用部署规模的不断扩大，业务数量的不断增多，配套进行负载均衡的F5设备也越来越多，同时也就导致了F5硬件设备数量众多，从而需要额外的人力物力来维护负载均衡设备。

本文为了解决上述问题，提出了通过利用单个窗格视图中实时查看整个应用交付设施的资源使用情况，以实现常见任务的自动化、确保优化的应用性能、改善预算和预测的准确性。

2 负载均衡设备统一集中管理

负载均衡集中管理技术旨在通过集中监控所有网络节点中的负载均衡设备，包括日志的监控、主要技术指标的监控、资源使用监控等，提供相应的指标通知或告警功能。在全面的管理运行网络的负载均衡设备系统的基础上，着重加强对网络业务配置管理、配置管理，变更管理、系统管理、日志分析管理等。

2.1 F5设备状态管理

针对所有F5设备的CPU使用率、业务访问量、设备内存、设备的物理硬件状态等一些实施信息收集、数据分析等、统一管理。

2.2 管理所有F5 TMOS架构的设备

如本地流量管理（LTM）、全局流量管理（GTM）、应用安全管理（ASM）、WEB应用加速（WA）、访问策略管理（APM）、广域网优化管理（WOM）等。

2.3 功能展示

序号       功能

1        应急计划存档设备配置

2        远程配置新上架设备

3        降低设备管理的人工成本

4        轻松、快速地部署软件升级与安全补丁

5            集中的软件版本管理

6           设备配置自动备份，以便于还原或设置

7          所有设备 SSL 证书的集中查看

8          分布式配置管理

9          支持 SSL 钥匙存档

10        支持对设备清单和证书消息的导出

11         可在操作中即时打开设备配置用户界面

12    快捷节点管理

3. 负载均衡集中管理技术

3.1  分布式配置管理

负载均衡集中管理平台可以将管理职能分配至自定义角色。配置变化的输入和存储由一组管理员执行，而部署工作则由另外一组管理员执行。限制性的管理控制可以扩展至对负载均衡设备不是很熟悉的更大的管理员组。

3.2  可存储的配置模板

通过负载均衡集中管理器，可以在维护窗口之前创建配置模板，然后将其保存起来以便在未来进行实施。这可以使管理员首先完成配置和测试。执行维护任务时，具有低级别BIG-IP系统访问权限的运营工程师可以实施该模。

3.3  简化负载均衡设备的升级

借助集中式向导简化升级流程，该向导考虑了环境的动态属性，例如高可用性状态和特定的版本意外情况（contingency）。这有助于减少升级期间发生错误的可能性。借助该向导，软件升级包也可以主动存储在目标设备上。由于可以在维护窗口之前存储软件，维护期间用于升级设备所需的时间得到显著缩短。

3.4  自动配置备份

负载均衡集中管理平台可自动按天、按周或按定制安排备份有价值的配置文件（包括授权信息），并可为每台设备存储多种配置。负载均衡集中管理平台支持在环境中对问题进行故障排除，从而帮助网络运维工程师轻松地尝试不同的网络配置。同时可以进行临时性网络变更、比较变化，然后随时通过存档安全地恢复到之前的配置。借此，负载均衡集中管理平台提供了灵活的快速配置错误恢复能力，为设备的重新配置提供保障。

3.5  节点管理

通过负载均衡集中管理平台，不仅可以集中管理BIG-IP设备，而且还能集中管理池、池成员和节点。借助节点管理特性，可以利用负载均衡集中管理平台的搜索功能来查找对象，并将其放入对象容器中。确定对象后，可以选择下面的操作：启用、禁用或强制离线。

3.6  性能监控

负载均衡集中管理平台中的性能监控模块包含先进的可视化和报告工具，可提供极为详细的信息，从而帮助运维工程师对负载均衡设备进行优化。详细的设备和对象统计信息性能监控模块不仅可以收集设备统计信息，而且还能够收集在该设备上配置的对象的统计信息，例如虚拟服务器、池和节点。通过使用iQuery®来有效地与负载均衡设备通信并收集单独的统计信息，性能监控模块提供了160多个指标。从30秒到300秒，管理员可以配置数据收集的频率。自定义图标显示了详细的信息，而且每个指标都能够与特定的阈值和告警相关联。

3.7自动化报告

通过自动化报告功能，深入了解BIG-IP LTM环境的性能，并与企业内的其他人轻松分享此信息。可以通过负载均衡集中管理平台轻松地安排重复性报告电子邮件。

3.8 负责均衡设备管理池

通过负载均衡集中管理池实现对不同负载均衡设备的总调度，确保负载均衡设备集中管控，统一调配。

4.实现

对于负载均衡集中管理，要解决如下几个问题：

1)      负载均衡设备运行状态监控；

2)      采用负责均衡设备运行情况上报机制，周期性的将负责均衡情况上报至集中管理总调度；

3)      动态调整负责均衡设备业务分配情况；

4)      动态实现负责设备调整；

5)      灵活分配负责均衡资源；

6)      及时应答请求

负载均衡设备集中管理器用于统计汇总各负责均衡设备负载情况，将信息记录并形成统一决策和资源分配。