Đề tài trình bày tổng quan về dịch vụ cân bằng tải(load balancing) và cài đặt trong windows server 2019

TRƯNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MƠN : QUẢN TRỊ MẠNG Đề tài: Trình bày tổng quan dịch vụ cân tải(Load Balancing) cài đặt Windows Server 2019 Giảng viên hướng dẫn: ThS.Nguyễn Thành Huy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Trang- 2110A02 Vũ Thị Thùy Trang – 2110A02 Hà Nội – 2023 Phụ Lục I Cân tải (Load Balancing) Khái niệm cân tải gì? .3 Tầm quan trọng cân tải? 3 Lợi ích việc sử dụng cân tải cho server? .3 Các giao thức mà Load Balancing xử lý  HTTP  HTTPS  TCP   Server Load Balancing  Network Load Balancing .4  Global Server Load Balancing (GSLB) .5  Container Load Balancing  UDP Phân loại cân tải Cloud Load Balancing Các thuật toán Load Balancing  Round Robin  Weighted Round Robin  Fastest Response Time  Thuật toán Least Connection( LC) .7 II Cài đặt Windows Server 2019 Page of 19 Phân công công việc Nguyễn Thị Khánh Trang Tìm hiểu Load Balancing, viết báo cáo Vũ Thị Thùy Trang Cài đặt Load Balancing Windows Server 2019 Page of 19 I Cân tải (Load Balancing) Khái niệm cân tải gì? Cân tải hay gọi Load Balancing phương pháp phân phối khối lượng tải nhiều máy tính cụm máy tính để sử dụng tối ưu nguồn lực, tối đa hóa thơng lượng, giảm thoqif gian đáp ứng tránh tình trạng tải máy chủ Tầm quan trọng cân tải? Hệ thống cân tải nhằm đảm bảo tiêu chí ln sẵn sàng, thời gian hoạt động(uptime) đến 99.999%, giúp tăng hiệu suất cho máy chủ - website ưng dụng khách hàng phải đối mặt với việc truy cập tăng đột biến Cân tải đặc biệt thiếu doanh nghiệp có nhiều máy chủ, trang web ứng dụng có lưu lượng truy cập lớn Lợi ích việc sử dụng cân tải cho server? - Uptime 99.9%: Với Load Balancing, máy chủ gặp cố, lưu lượng truy cập tự động chuyển đến máy chủ cịn lại Nhờ đó, hầu hết trường hợp, cố bất ngờ phát xử lý kịp thời, không làm gián đoạn truy cập người dùng - Datacenter linh hoạt: Khả linh hoạt việc điều phối máy chủ ưu điểm khác Load Balancing Tự động điều phối máy chủ cũ để xử lý yêu cầu dịch vụ mà không làm gián đoạn hoạt động chung hệ thống - Tăng bảo mật cho Datacenter: Bằng cách sử dụng Load Balancing, yêu cầu từ người dùng tiếp nhận xử lý trước phân chia đến máy chủ Đồng thời, q trình phản hồi thơng qua Load Balancing, ngăn cản việc người dùng giao tiếp trực tiếp với máy chủ, ẩn thông tin cấu trúc mạng nội bộ, từ chặn đứng cơng mạng hay truy cập trái phép… Các giao thức mà Load Balancing xử lý Giao thức hay giao thức kết nối cách mà trình duyệt giao tiếp gửi yêu cầu đến máy chủ Có loại giao thức mà quản trị Load Balancer tạo quy định chuyển tiếp:  HTTP: dựa chế HTTP chuẩn, HTTP Balancing đưa yêu cầu tác vụ Load Balancer đặt X-Forwarded-For, X-Forwarded-Proto tiêu đề Page of 19 X-Forwarded-Port cung cấp thông tin backends yêu cầu ban đầu  HTTPS: chức tương tự HTTP Balancing HTTPS Balancing bổ sung mã hóa xử lý cách: passthrough SSL trì mã hóa tất đường đến backend hoặc: chấm dứt SSL, đặt gánh nặng giải mã vào load balancer gửi lưu lượng mã hóa đến backend  TCP: số trường hợp ứng dụng không sử dụng giao thức HTTP HTTPS, TCP giải pháp để cân lưu lượng Cụ thể, có lượng truy cập vào cụm sở liệu, TCP giúp lan truyền lưu lượng tất máy chủ  UDP: thời gian gần đây, Load Balancer bổ sung thêm hỗ trợ cho cân tải giao thức internet lõi DNS syslogd sử dụng UDP Phân loại cân tải Có nhiều cách cấu hình cân tải, tùy thuộc vào tính đặc thù, ta chia cân tải thành loại sau:  Server Load Balancing - Server Load Balancing( máy chủ cân tải) giải pháp giúp cân lại nguồn lực giúp tăng hiệu suất làm việc cho hệ thống mạng doanh nghiệp - Với Server Load Balancing, mục tiêu phân chia khối lượng công việc nhiều máy chủ dựa theo lực tính khả dụng chúng - Server Load Balancing dựa vào thông tin tầng Application để điều hướng truy cập Server Load Balancing cịn biết đến Layer Load Balancing chúng sử dụng thông tin tầng ứng dụng  Network Load Balancing - Cân tải web công nghệ cho phép phân phối lưu lượng truy cập đến web server (được gọi server pool server farm) Bằng cách này, dịch vụ web tránh việc tải, dẫn đến ngưng hoạt động - Network Load Balancing phân chia lưu lượng truy cập địa IP, switches, routers sử dụng thiết bị cách hiệu nâng cao tính ổn định - Các cấu hình thực tầng Transport, đó, Network Load Balancing cịn gọi với tên Layer Load Balancing Page of 19  Global Server Load Balancing (GSLB) - Global Server Load Balancing (GSLB) công nghệ hướng lưu lượng truy cập mạng đến nhóm trung tâm liệu vị trí địa lý khác Mỗi trung tâm liệu cung cấp dịch vụ ứng dụng tương tự lưu lượng khách hướng đến trang Web tối ưu với hiệu suất tốt cho khách hàng - GSLB giảm đáng kể thời gian di chuyển yêu cầu phản hồi người dùng máy chủ - Sử dụng GSLB, tức nhóm máy chủ tồn giới giúp đảm bảo rằng: người dùng kết nối với máy chủ gần họ mặt địa lý, giảm thiểu số bước nhảy thời gian di chuyển - Trong Global Server Load Balancing, trung tâm điều hành xử lý việc cân tải khắp nơi tồn giới thơng qua loạt thiết bị câng tải Layer Layer Trong việc triển khai GSLB, thường có thiết bị ADC cấp độ toàn cầu lẫn cục bộ, nơi lưu lượng truy cập phân phối đến  Container Load Balancing Container Load Balancing cung cấp phiên ảo hóa, riêng biệt Phổ biến hệ thống Kubernetes orchestration, hệ thống phân chia load container pods với để giúp nâng cao tính sẵn sàng  Cloud Load Balancing Trong hạ tầng Cloud, có tương đối nhiều lựa chọn cho việc cân tải Cloud Load Balancing bao gồm Network Load Balancing (Layer-4) Application Load Balancing (Layer-7) Các thuật toán Load Balancing Tùy thuộc vào cơng nghệ Load Balancing mà thuật tốn khác sử dụng để định tình trạng máy chủ có hoạt động hay khơng  Round Robin - Là thuật tốn ln chuyển vịng, máy chủ xem ngang hàng xếp theo vòng quay Ccas truy vấn dịch vụ gửi tới máy chủ theo thứ tự xếp - Là thuật toán dễ dàng để hiểu, triển khai sử dụng rộng rãi - Thuật toán hoạt động hiệu server có khả tính tốn lưu trữ giống Page of 19 - Nhược điểm: có yêu cầu liên tục từ phía người dùng gửi vào server khác Điều làm tốn thời gian tạo them kết nối server thứ verver thứ trả lời thông tin mà người dung cần Để giải điều này, round robin thường cài đặt với phương pháp trì session sử dụng cookie  Weighted Round Robin - Đây thuật toán mở rộng thuật toán Round Robin Đối với Round Robin, server phải xử lí khối lượng request ngang Nếu server có nhiều CPU, nhiều RAM hơn, thuật tốn khơng thể phân phối nhiều request cho server Do đó, server với khả xử lí thấp bị overload nhanh chóng tải server mạnh nhàn rỗi - Tương tự thuật tốn Round Robin WRR cịn có khả xử lý theo cấu hình server đích Mỗi máy chủ đánh giá số nguyên( giá trị trọng số Weight – mặc định giá trị 1) Một server có khả xử lý gấp đơi server khác đánh số lớn nhận số request gấp đôi từ cân tải - Nhược điểm: * Sử dụng thuật tốn dẫn đến việc cân tải động tải request liên tục thay đổi khoảng thời gian rộng * Trong khoảng thời gian ngắn, hồn tồn có khả phần lớn u cầu có tải cao chuyển hướng đến server - Thuật toán Weighted Round Robin yêu cầu quản lý Admin cho việc định trọng lượng cho server dựa lực xử lý Server có trọng lượng cao nhận nhiều request Ví dụ:  Server A có khả xử lý 15 request giây (tỉ lệ trung bình)  Server B có khả xử lý 10 request giây (tỉ lệ trung bình)  Server C có khả xử lý request giây (tỉ lệ trung bình)  Fastest Response Time - Đây thuật tốn dựa tính toán thời gian đáp ứng server (response time), thuật tốn chọn server có thời gian đáp ứng nhanh Thời gian đáp ứng xác định khoảng thời gian thời điểm gửi gói tin đến server thời điểm nhận gói tin trả lời Page of 19 - Việc gửi nhận cân tải đảm nhiệm, dựa thời gian đáp ứng, cân tải biết chuyển yêu cầu đến server - Thuật toán fastest thường dùng server vị trí địa lý khác Như người dùng gần server thời gian đáp ứng server nhanh nhất, server chọn để phục vụ  Thuật tốn Least Connection( LC) - Các request chuyển vào server có kết nối hệ thống Thuật tốn coi thuật tốn động, phải đếm số kết nối hoạt động server - Với hệ thống có server gần giống cấu hình, LC có khả hoạt động tốt tải kết nối biến thiên khoảng lớn - Nhìn bên ngồi LC hoạt động tốt server có cấu hình biến thiên khác nhau, nhiên thực tế khơng - Nhược điểm: ○ Trạng thái TIMVE_WAIT TCP thường đặt phút, phút có server bận rộn nhận hàng chục ngàn kết nối liên tục ○ Giả sử server A có khả xử lý gấp đôi server B, server A xử lý hàng ngàn yêu cầu giữ yêu cầu trạng thái TIME_WAIT TCP Trong server B phải xử lý server A cấu hình server B thấp nên chậm nhiều II Cài đặt Windows Server 2019 Chuẩn bị - máy ảo Trangwsv1 có IP: 192.168.110.1 Trangwsv2 có IP: 192.168.110.2 - máy PC có IP: 192.168.110 - Các máy nằm Domain Cài đặt  Bước 1: Cài đặt Network load balancing máy ảo Trangwse1 Trangwsv2 Page of 19 Đầu tiên vào menu Server Manager sau chọn Manage=>Add Roles and Features hình bên Tiếp theo sổ Add Roles and Features sau chọn tab Features Check vào Feature Network Load Balancing sau chọn Add Features Next đến hết chọn Install Page of 19 Với máy cài tương tự  Bước 2: Tạo host máy ảo DNS Trên máy sử dụng làm AD mở DNS Manager => Chọn DSN(TEST.COM) => Forward lookup Zones Trên sổ tạo Host bạn nhập thông tin tên host địa ip trỏ đến máy Trangwsv1 Page 10 of 19 Làm tương tự với máy Trangwsv2  Bước 3: Tạo host Cluster để máy ảo trỏ đến Tiếp tục tạo thêm host host trỏ đến IP ảo (IP chưa tồn Domain) để sau cấu hình cho máy ảo trỏ địa Ở đặt tên host www với IP 10.10.10.58 (Kiểm tra xem tồn IP chưa cách sử dụng ping cmd)  Bước 4: Cấu hình Network Load Balancing máy ảo Đầu tiên menu Server Manager => chọn Tools => Network Load Balancing Page 11 of 19 Trên cửa sổ Network Load Balancing => chuột phải chọn New Cluster Ở cửa sổ New Cluster Nhập Tên Host máy => chọn Connect Page 12 of 19 Kiểm tra IP bên xem chưa Sau Next tiếp Trên hình New Cluster: HostParamaters chọn Next Tiếp theo nhập ip cluster tạo Bước sau chọn OK Sau Next Page 13 of 19 Ở bước Edit Port Rules ý Port Range để ý website tạo IIS có cổng 80 nên để Port range từ 80 => 80; Page 14 of 19 Sau cấu hình xong chọn Finish Đợi lúc thấy Cluster vừa tạo xong trạng thái Converged OK Tiếp theo cấu hình để máy ảo kết nối với Tạo Host To Cluster Page 15 of 19 Tên Host nhập tên host máy => sau chọn Connect => Next Trên cửa sổ Add Host to Cluster: Host Parameters chọn Next tiếp Page 16 of 19 Page 17 of 19  Bước 5: Test thử Page 18 of 19 Page 19 of 19