Балансировка нагрузки

  • Статья

Область применения: Exchange Server 2013 г.

Балансировка нагрузки — это способ управления тем, какие серверы получают трафик. Балансировка нагрузки помогает распределить входящие клиентские подключения между различными конечными точками (например, серверами клиентского доступа), чтобы гарантировать, что ни одна конечная точка не берет на себя непропорциональной общей доли нагрузки. Балансировка нагрузки также может обеспечить избыточность отработки отказа в случае сбоя одной или нескольких конечных точек. Используя балансировку нагрузки с Exchange Server 2013, вы гарантируете, что пользователи продолжают получать службу Exchange в случае сбоя компьютера. Балансировка нагрузки также позволяет развертыванию обрабатывать больше трафика, чем может обработать один сервер, предлагая одно имя узла для клиентов.

Балансировка нагрузки служит двум основным целям. Это снижает влияние сбоя одного сервера клиентского доступа на одном из сайтов Active Directory. Кроме того, балансировка нагрузки гарантирует равномерное распределение нагрузки на каждом из серверов клиентского доступа.

Exchange 2013 также включает следующие решения для переключения и отработки отказа избыточности:

  • Высокий уровень доступности. Exchange 2013 использует группы доступности баз данных (DAG) для синхронизации нескольких копий почтовых ящиков на разных серверах. Таким образом, в случае сбоя базы данных почтовых ящиков на одном сервере пользователи могут подключиться к синхронизированной копии базы данных на другом сервере.

  • Устойчивость сайта. Вы можете развернуть два сайта Active Directory в разных географических расположениях, синхронизировать данные почтового ящика между ними, а один из сайтов возьмет на себя всю нагрузку в случае сбоя другого.

  • Перемещение почтового ящика в сети. При перемещении почтового ящика в сети пользователи могут получить доступ к своим учетным записям электронной почты во время перемещения. Пользователи блокируются из своих учетных записей только на короткое время в конце процесса, когда происходит окончательная синхронизация. Вы можете перемещать почтовые ящики в сети между лесами или в одном лесу.

  • Теневая избыточность. Теневая избыточность защищает доступность и возможность восстановления сообщений во время их передачи. При теневой избыточности удаление сообщения из транспортных баз данных откладывается до тех пор, пока транспортный сервер не проверит, что все следующие прыжки для этого сообщения завершены. Если какой-либо из следующих прыжков завершается ошибкой, прежде чем сообщить об успешной доставке, сообщение повторно отправляется для доставки в не завершенный прыжок.

Архитектурные изменения в балансировке нагрузки для Exchange Server 2013 г.

В Exchange Server 2010 г. клиентские подключения и обработка обрабатывались ролью сервера клиентского доступа. Эта функция требует балансировки нагрузки между внешними и внутренними подключениями Outlook, а также подключениями к мобильным устройствам и сторонним клиентам в массиве серверов клиентского доступа в развертывании для обеспечения отказоустойчивости и эффективного использования серверов. Для многих протоколов клиентского доступа Exchange 2010 требуется сходство: связь между клиентом и определенным сервером клиентского доступа. В частности, Outlook Web App, панель управления Exchange, веб-службы Exchange, Мобильный Outlook, подключения OUTLOOK TCP/IP MAPI, Exchange ActiveSync, служба адресной книги Exchange и удаленные серверы PowerShell либо требуются, либо получают преимущества от сопоставления между клиентом и клиентом. Параметры балансировки нагрузки в Exchange 2010 включают следующие функции:

  • Балансировка сетевой нагрузки Windows с сопоставлением исходных IP-адресов

  • Аппаратная балансировка нагрузки

Из-за разных потребностей клиентских протоколов в Exchange 2010 мы рекомендуем использовать решение для балансировки нагрузки уровня 7. Уровень 7, также известный как балансировка нагрузки на уровне приложения, позволил решению балансировки нагрузки использовать сложные правила, чтобы определить, как сбалансировать каждый запрос, поступающий в систему, учитывая, что вся беседа между клиентом и сервером будет доступна логике подсистемы балансировки нагрузки. Эти сложные правила гарантируют, что все запросы от определенного клиента отправились в одну и ту же конечную точку сервера клиентского доступа. В Exchange 2010, если все запросы от определенного клиента не отправятся в одну и ту же конечную точку для протоколов, требующих сходства, пользовательский интерфейс будет негативно влиять. Дополнительные сведения о параметрах балансировки нагрузки Exchange 2010 см. в статье Общие сведения о балансировке нагрузки в Exchange 2010.

В Exchange Server 2013 г. существует два основных типа серверов: сервер клиентского доступа и сервер почтовых ящиков. Серверы клиентского доступа в Exchange 2013 являются упрощенными прокси-серверами без отслеживания состояния, что позволяет клиентам подключаться к серверам почтовых ящиков Exchange 2013. Серверы клиентского доступа Exchange 2013 предоставляют единое пространство имен и проверку подлинности. Кроме того, серверы клиентского доступа Exchange 2013:

  • Поддержка прокси-сервера и логики перенаправления для клиентских протоколов.

  • Поддержка использования балансировки нагрузки уровня 4.

При сопоставлении сеансов и балансировке нагрузки уровня 7 все запросы между клиентом и сервером отправляются в одну конечную точку, как это требуется различными протоколами. Запросы распределяются на уровне приложений. При балансировке нагрузки уровня 4 запросы распределяются на транспортном уровне. Решение балансировки нагрузки распределяет запросы от клиента, которому известно об одном IP-адресе (иногда называемом виртуальным IP-адресом или виртуальным IP-адресом), набору серверов, выполняющих работу. Подключение между клиентом и сервером должно быть установлено до определения содержимого запроса, поэтому подсистема балансировки нагрузки выбирает сервер для получения запроса перед изучением содержимого запроса. Выбор целевого сервера может выполняться различными способами, например "циклическим перебором", когда каждое входящее подключение переходит на следующий целевой сервер в циклический список или "наименьшее количество подключений", когда подсистема балансировки нагрузки отправляет каждое новое подключение к серверу с наименьшим установленным на данный момент подключением. Теперь, когда сходство сеансов не требуется, у вас есть больше гибкости, выбора и простоты в отношении развертываемой архитектуры балансировки нагрузки. Балансировка нагрузки без сопоставления сеансов позволяет увеличить емкость и использование подсистемы балансировки нагрузки, так как обработка не используется для поддержки более задействованных параметров сопоставления, таких как балансировка нагрузки на основе файлов cookie или идентификатор сеанса SSL.

Массивы серверов клиентского доступа и Exchange 2013

В Exchange 2010 мы представили концепцию массива клиентского доступа. После настройки массива клиентского доступа для сайта Active Directory все серверы клиентского доступа на сайте автоматически становятся членами массива. В текущих сборках Exchange 2013 настройка массива клиентского доступа не требуется, так как развертывание службы с балансировкой нагрузки и высокой доступностью гораздо проще.

Решения для балансировки нагрузки

Использование аппаратных подсистем балансировки нагрузки по-прежнему поддерживается для Exchange 2013. Сведения о решениях аппаратной балансировки нагрузки, которые завершили тестирование решений с помощью Exchange 2010 и, скорее всего, будут работать в Exchange 2013, см. в статье развертывание подсистемы балансировки нагрузки Exchange Server 2010. Помните, что на этой странице показана более сложная конфигурация аппаратных подсистем балансировки нагрузки уровня 7 с Exchange 2010. Балансировка нагрузки трафика Exchange 2013 может быть гораздо проще, учитывая изменения архитектуры, рассмотренные ранее в этом разделе. Вместо настройки сопоставления сеансов для каждого из протоколов Exchange входящие подключения к серверам клиентского доступа Exchange 2013 можно направлять на доступный сервер с помощью подсистемы балансировки нагрузки без дополнительной обработки сходства. Аппаратная подсистема балансировки нагрузки по-прежнему имеет важную роль в обеспечении высокого уровня доступности службы Exchange, так как она может обнаружить, когда конкретный сервер клиентского доступа стал недоступным, и удалить его из набора серверов, которые будут обрабатывать входящие подключения.

Балансировка сетевой нагрузки Windows

Балансировка сетевой нагрузки Windows (WNLB) — это распространенный программный балансировщик нагрузки, используемый для серверов Exchange. Существует несколько ограничений, связанных с развертыванием WNLB в Microsoft Exchange.

  • WNLB нельзя использовать на серверах Exchange, где также используются группы DAG почтовых ящиков, так как WNLB несовместима с отказоустойчивой кластеризации Windows. Если вы используете exchange 2013 DAG и хотите использовать WNLB, необходимо иметь роль сервера клиентского доступа и сервер почтовых ящиков, запущенные на отдельных серверах.

  • WNLB не обнаруживает сбои службы. WNLB обнаруживает сбои сервера только по IP-адресу. Это означает, что если определенная веб-служба, например Outlook Web App, завершается сбоем, но сервер по-прежнему работает, WNLB не обнаружит сбой и по-прежнему будет направлять запросы на этот сервер клиентского доступа. Чтобы удалить сервер клиентского доступа, в котором происходит сбой, требуется вмешательство вручную из пула балансировки нагрузки.

  • Использование WNLB может привести к переполнению портов, что может привести к перегрузке сетей.

  • Так как WNLB выполняет сопоставление клиентов только с использованием исходного IP-адреса, она не является эффективным решением, если пул исходных IP-адресов невелик. Это может произойти, когда исходный пул IP-адресов находится из удаленной подсети сети или когда ваша организация использует преобразование сетевых адресов.