【互联网应用工程】Chapter 4 应用程序交付网络

痛定思痛。 2023-09-24 17:43 154阅读 0赞

### 应用程序交付网络 ###

*  应用程序交付控制器（ADC）
 *  负载平衡概念和模式
 *   *  问题：如何使用DNS实现负载均衡
     *  负载均衡模式
     *   *  对客户端请求进行了哪些更改，以便将请求路由到正确的服务器？
 *  网络地址转换（NAT）
 *   *  运营商级NAT(Carrier Grade NAT)
     *  双NAT(Dual NAT)
     *  服务器NAT(Server NAT)
     *  透明模式（Transparent Mode）
     *  防火墙负载均衡
 *  SSL Offload（SSL卸载）

# 应用程序交付控制器（ADC） #

**网络服务**（Networking Service）：适用于多个应用程序的任务，例如安全、监控、加速、卸载等  
多个应用程序可以共享一项服务。  
**ADC**（Appliance that provide network services): 提供网络服务的设备，例如：

1.  负载均衡（load balancing）
2.  防火墙 （firewall）
3.  代理 (proxy)
4.  SSL卸载 (SSL卸载)

**负载平衡器是ADC的一个示例，也是大多数ADC的基本组件**  
其他ADC：防火墙、反向代理、SSL卸载、TCP多路复用、HTTP压缩

# 负载平衡概念和模式 #

**负载平衡器**（Load Balancer）：允许根据需要添加服务器。  
**服务器群集**（Server Cluster）：集中管理的一组服务器在一个应用程序上协同工作。显示为一个服务器。  
**服务器场**（Server Farm）：一组独立的服务器。  
![在这里插入图片描述][673831e8d9d542ab9fabf1527e887294.png]  
**Probes**：负载平衡器发送的合成（Synthetic）请求，以查看服务器和应用程序是否正常。例如，HTTP获取请求。  
**虚拟IP**: 负载平衡器的面向客户端的IP地址。  
**粘性表**：列出客户端已映射到的服务器。  
**预测器**：负载平衡规则

1.  循环（round-robin）
2.  最少连接数 (least connections)
3.  哈希 (hashing)
4.  最小负载（least loaded）

## 问题：如何使用DNS实现负载均衡 ##

Domain Name System (DNS) allows multiple IP addresses for a name.  
**域名系统（DNS）允许一个名称有多个IP地址**

On query, DNS returns a list of addresses. The order of entries is rotated on each subsequent query. For example, abc.com.  
**查询时，DNS返回地址列表。在每个后续查询中，条目的顺序都是轮换的。例如，abc.com**  
![在这里插入图片描述][0f6e691c0cf74f208358edaa4d5fb462.png]  
**使用DNS实现负载均衡存在的问题**

1.  DNS不知道服务器的地理位置
2.  DNS不知道服务器是否已加载
3.  DNS不确定服务器是否启动
4.  添加或删除服务器太慢

## 负载均衡模式 ##

### 对客户端请求进行了哪些更改，以便将请求路由到正确的服务器？ ###

1.  Dual NAT (One-Arm mode) (双NAT)
2.  Server NAT (Routed Mode) (服务器NAT)
3.  Transparent Mode (Direct Routed Mode）(直接路由模式)  
    ![在这里插入图片描述][b98c7594917a47ea99f91040765a764f.png]

# 网络地址转换（NAT） #

## 运营商级NAT(Carrier Grade NAT) ##

一些地址被专门分配在运营商自己的网络中的使用，但不能在公共互联网上使用。这些地址可以在其他运营商的网络中重复使用=》共享。  
![在这里插入图片描述][36bd79fca97c423ab1ed2d7509583f9f.png]

## 双NAT(Dual NAT) ##

也称为“One Arm Mode”

负载平衡器更改客户端请求的源地址和目标地址以及目标端口号。就像常规NAT。

服务器向负载平衡器发送响应，负载平衡器使用端口\#查找客户端地址并将其转发给客户端。

客户端和服务器可以位于同一子网上。

服务器无法看到真实的客户端地址。

![在这里插入图片描述][d0b099fbc4ea473aaa0e48fd94d5bea5.png]

## 服务器NAT(Server NAT) ##

也称为“Routed Mode”

负载平衡器更改客户端请求的目标IP不更改端口号。

服务器将响应直接发送到客户端

将负载平衡器设置为默认网关。

=》所有服务器响应都经过负载平衡器更改响应的源IP地址

仅当客户端和服务器位于不同的子网上时才有效。

服务器可以看到真实的客户端地址（有利于安全）。  
![在这里插入图片描述][d29952157ce146d8b84ccdce3fda1229.png]

## 透明模式（Transparent Mode） ##

也称为“直接路由模式”

没有任何变化 =》**透明** 它只需更改MAC地址并将帧定向到选定的服务器。

![在这里插入图片描述][77a07fef727c425a9851a4775c554363.png]

## 防火墙负载均衡 ##

![在这里插入图片描述][8e5ad531fc8449629e503e2013cbff08.png]

# SSL Offload（SSL卸载） #

某些负载平衡器提供SSL卸载

1.  **SSL Termination** (SSL 终止)：客户端到LB是安全的。LB到服务器是没有防备的。LB可以基于应用程序数据选择服务器。
2.  **SSL Initiation** (SSL 启动)：  
    1）当客户端是本地但服务器是远程时使用。  
    2）通过SSL卸载帮助客户端。  
    3）一个证书可以用于所有客户端=》节省成本
3.  **End-to-end SSL** (端到端SSL):  
    客户端到LB，LB到服务器都是安全的。  
    内部加密可以更简单。一个证书适用于所有服务器。  
    ![在这里插入图片描述][fab4494c770247989639b7b9eb961d33.png]  
    ![在这里插入图片描述][e002e93cd4314334b686d88723c535d3.png]  
    参考资料：  
    [Raj Jain Washington University in Saint Louis , MO 63130 Jain@cse.wustl.edu  
    This class lecture are at: http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse570-13/][Raj Jain Washington University in Saint Louis _ MO 63130 Jain_cse.wustl.edu This class lecture are at_ http_www.cse.wustl.edu_jain_cse570-13]

[673831e8d9d542ab9fabf1527e887294.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/673831e8d9d542ab9fabf1527e887294.png
[0f6e691c0cf74f208358edaa4d5fb462.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/0f6e691c0cf74f208358edaa4d5fb462.png
[b98c7594917a47ea99f91040765a764f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/b98c7594917a47ea99f91040765a764f.png
[36bd79fca97c423ab1ed2d7509583f9f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/36bd79fca97c423ab1ed2d7509583f9f.png
[d0b099fbc4ea473aaa0e48fd94d5bea5.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d0b099fbc4ea473aaa0e48fd94d5bea5.png
[d29952157ce146d8b84ccdce3fda1229.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d29952157ce146d8b84ccdce3fda1229.png
[77a07fef727c425a9851a4775c554363.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/77a07fef727c425a9851a4775c554363.png
[8e5ad531fc8449629e503e2013cbff08.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8e5ad531fc8449629e503e2013cbff08.png
[fab4494c770247989639b7b9eb961d33.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/fab4494c770247989639b7b9eb961d33.png
[e002e93cd4314334b686d88723c535d3.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e002e93cd4314334b686d88723c535d3.png
[Raj Jain Washington University in Saint Louis _ MO 63130 Jain_cse.wustl.edu This class lecture are at_ http_www.cse.wustl.edu_jain_cse570-13]: http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse570-13/