Netzwerklastenausgleich

Der Netzwerklastenausgleichsdienst erhöht die Verfügbarkeit und Skalierbarkeit von Internetserveranwendungen für Web-, FTP-, Firewall-, Proxy-, VPN- und andere unternehmenswichtige Server. Ein einzelner Server unter Windows bietet nur eine eingeschränkte Zuverlässigkeit, und die Leistung kann nicht umfassend skaliert werden. Durch den Zusammenschluss der Ressourcen von zwei oder mehr Computern unter einem Betriebssystem der Windows Server 2003-Produktfamilie zu einem Cluster erhalten Sie die Zuverlässigkeit und Leistung, die für Webserver und andere unternehmenswichtige Server benötigt werden. Die folgende Abbildung zeigt zwei miteinander verbundene Netzwerklastenausgleich-Cluster. Der erste Cluster besteht aus zwei Hosts, der zweite Cluster aus vier Hosts:

Auf jedem Host wird je eine Kopie der benötigten Serveranwendungen ausgeführt (beispielsweise für einen Webserver, FTP-Server und Telnetserver). Der Netzwerklastenausgleich verteilt eingehende Clientanforderungen auf die Hosts im Cluster. Das Lastgewicht, das von den einzelnen Hosts getragen werden soll, kann nach Bedarf konfiguriert werden. Bei erhöhter Arbeitslast können Sie außerdem weitere Hosts dynamisch zum Cluster hinzufügen. Darüber hinaus können Sie den gesamten Datenfluss an einen einzelnen, dedizierten Host weiterleiten lassen (Standardhost).

Durch den Netzwerklastenausgleich können alle Computer im Cluster über denselben Satz von Cluster-IP-Adressen angesprochen werden. Gleichzeitig bleiben die eindeutigen dedizierten IP-Adressen der Computer erhalten.

Bei Anwendungen, für die ein Lastenausgleich erfolgt, wird die Last automatisch auf die noch funktionierenden Computer verteilt, wenn ein Host ausfällt oder offline geschaltet wird. Bei Anwendungen mit einem einzelnen Server wird der Datenfluss auf einen bestimmten Host umgeleitet. Wenn ein Computer ausfällt oder unerwartet offline geschaltet wird, werden aktive Verbindungen zu dem ausgefallenen oder offline geschalteten Server getrennt. Wenn Sie jedoch einen Host absichtlich herunterfahren, können Sie den Befehl Ausgleich beenden verwenden, um alle aktiven Verbindungen zu bedienen, bevor Sie den Computer offline schalten. In beiden Fällen kann der offline geschaltete Computer dem Cluster später wieder transparent beitreten und einen entsprechenden Anteil an der Arbeitslast übernehmen.

Überblick über die Konfiguration des Netzwerklastenausgleichs

Der Netzwerklastenausgleich wird als Windows-Netzwerktreiber ausgeführt. Die Vorgänge sind für den TCP/IP-Netzwerkstapel transparent. Die folgende Abbildung zeigt die Beziehung zwischen dem Netzwerklastenausgleich und anderen Softwarekomponenten in einer typischen Konfiguration auf einem Host für den Netzwerklastenausgleich:

Datenbankzugriff aus Serveranwendungen mit Lastenausgleich

Einige Serveranwendungen greifen auf eine Datenbank zu, die mithilfe von Clientanforderungen aktualisiert wird. Beim Lastenausgleich dieser Anwendungen im Cluster müssen die Aktualisierungen fehlerfrei synchronisiert werden. Nutzen Sie beispielsweise je eine lokale, unabhängige Kopie der Datenbank auf den einzelnen Hosts, und führen Sie diese Kopien offline nach Bedarf zusammen. Alternativ greifen Sie mit den Clusterhosts auf einen separaten Datenbankserver im Netzwerk zu. Auch eine Kombination dieser beiden Verfahren ist möglich. Statische Webseiten können beispielsweise auf allen Servern im Cluster repliziert werden. Auf diese Weise erzielen Sie schnellen Zugriff und vollständige Fehlertoleranz. Datenbankanforderungen würden dagegen an einen gemeinsamen Datenbankserver weitergeleitet, der die Aktualisierungen für mehrere Webserver übernimmt.

Bei bestimmten unternehmenswichtigen Anwendungen müssen Datenbankengines hoher Verfügbarkeit eingesetzt werden, um eine vollständige Fehlertoleranz gewährleisten zu können. Sie sollten nach Möglichkeit Datenbanksoftware mit Clusterunterstützung bereitstellen, um einen Datenbankzugriff hoher Verfügbarkeit und Skalierbarkeit innerhalb eines umfassenden Clustersystems zu gewährleisten. Ein Beispiel hierfür ist Microsoft SQL Server. Diese Anwendung kann mithilfe des Clusterdienstes in einem Servercluster bereitgestellt werden. Der Clusterdienst stellt bei Ausfall eines Knotens sicher, dass einer der verbleibenden Knoten die Funktionen des ausgefallenen Computers übernimmt, so dass die Clients von Microsoft SQL Server uneingeschränkt bedient werden können. Dies ist möglich, weil die Computer im Servercluster ein Clusterspeichergerät verwenden.

Anmerkungen
Die beiden dargestellten Clusterlösungen dürfen nicht miteinander verwechselt werden. Der Netzwerklastenausgleich dient in erster Linie dazu, die Arbeitslast des eingehenden TCP/IP-Verkehrs zu verteilen. Bei dieser Lösung bilden die Computer einen bestimmten Clustertyp. Mit dem Clusterdienst wird dagegen primär ein Failover zwischen den Computern vorgenommen. Bei dieser Lösung bilden die Computer einen anderen Clustertyp. Darüber hinaus werden in einem Cluster für den Netzwerklastenausgleich in erster Linie Webserveranwendungen ausgeführt. Beim Clusterdienst dagegen werden überwiegend Datenbankanwendungen genutzt (beim Einsatz mit dem Netzwerklastenausgleich). Der Netzwerklastenausgleich und der Clusterdienst können nicht gleichzeitig auf demselben Computer aktiv sein. Werden die beiden Clusterlösungen jedoch so miteinander kombiniert, dass sich ihre Funktionen ergänzen, kann ein umfassendes Clustersystem implementiert werden (siehe die folgende Abbildung):