H3C ONEStor 3.0分布式存储系统配置指导-E31xx-5W101

08-文件存储负载均衡

8 文件存储负载均衡

8.1 简介

存储集群中的每台NAS服务器均可处理客户端的访问请求。为了均衡各NAS服务器的工作负载，ONEStor引入了负载均衡特性。管理员可以选择不同的负载均衡策略将客户端请求均衡分配给各个NAS服务器，从而使请求能够被迅速处理，提升了整个集群的性能。

8.2 概念与原理

8.2.1 概念

1. 全局域名

客户端通过访问全局域名接入存储集群，使用集群提供的文件存储服务。全局域名由NAS组组名和用户配置的负载均衡域名拼接组成，每个NAS组对应一个全局域名。全局域名解析后的IP地址为该域名对应的NAS组的动态业务IP地址。

2. DNS服务器

用来解析全局域名的域名解析服务器，提供全局域名到NAS组动态业务IP地址的转换服务。所有NAS服务器默认均为DNS服务器，其中一个为主DNS服务器，提供DNS域名解析服务，其他为备DNS服务器，当主DNS服务器出现故障后，备DNS服务器接替原主DNS服务器的DNS IP，成为新的主DNS服务器，继续提供域名解析服务。

主备DNS服务器角色由NAS服务器的优先级决定，优先级最高的为主DNS服务器，其余为备DNS服务器。NAS服务器的优先级由系统内部决定，用户无法干预。

3. 负载均衡DNS IP

分配给主DNS服务器的动态IP地址。当原主DNS服务器出现故障时，该地址将自动迁移到新主DNS服务器上。对于不同网段的客户端连接请求，需要相应配置不同网段的DNS IP来分别对应处理。

4. 负载均衡策略

客户端通过全局域名访问集群文件存储服务时，主DNS服务器会根据对应NAS组的负载均衡策略进行决策，选择符合策略的NAS服务器来处理本次请求。

当前支持的负载均衡策略如下（实际可使用的负载均衡策略会依License版本而定）：

· 轮询：根据本地缓存记录的顺序，依次选择NAS服务器处理客户端请求。

· CPU使用率：对CPU使用率最低的几个NAS服务器进行轮询，依次选择NAS服务器处理客户端请求。每隔5秒重新获取CPU使用率最低的几个NAS服务器的信息。

· 剩余内存容量：选择当前剩余内存容量最大的NAS服务器处理客户端请求。

· 客户端连接数：选择当前客户端连接数最少的NAS服务器处理客户端请求。

· 网络吞吐量：选择当前网络吞吐量最少的NAS服务器处理客户端请求。

· 综合负载：对用CPU使用率和网络吞吐量计算出来的综合负载加权值进行轮询，从小到大选择NAS服务器处理客户端请求，一段时间后重新计算综合负载。

8.2.2 负载均衡域名解析

系统通过主DNS服务器为客户端提供全局域名解析服务。

系统将NAS组的动态业务IP地址分配给每个NAS服务器，同时将负载均衡DNS IP地址分配给主DNS服务器。主DNS服务器根据NAS组的负载均衡策略对客户端访问的全局域名进行策略性解析，然后将解析得到的动态业务IP地址返回给客户端，客户端与该动态业务IP地址对应的NAS服务器建立连接进行业务访问。通过对全局域名实行策略性解析来实现负载均衡的过程如图8-1所示。

图8-1 负载均衡机制

(1) 客户端Host A和Host B向主DNS服务器询问全局域名nas1.h3c.com的IP地址。

(2) 主DNS服务器A根据全局域名解析NAS组名，根据该NAS组的负载均衡策略返回某个NAS服务器的动态业务IP地址。

(3) 客户端Host A和Host B收到各自解析后的动态业务IP地址后，与对应地址的NAS服务器之间建立连接，进行业务请求和响应。

8.2.3 NAS服务器故障切换

通过NAS服务器故障切换机制，保证了在NAS服务器出现故障时客户端业务不中断。NAS服务器故障切换机制如图8-2所示。

图8-2 NAS服务器故障切换

(1) 正常情况下，Host A与域名解析返回的NAS服务器A进行业务交互。

(2) 当与客户端建立连接的NAS服务器A发生故障而失效时，系统将收回NAS服务器A的动态IP地址，将其分配给正常工作的NAS服务器B。

(3) 由于动态业务IP地址仍然有效，Host A可以继续通过之前的动态业务IP地址访问业务，保证在线业务不中断。

(4) 后续若故障NAS服务器恢复正常，其动态业务IP地址将进行重新分配。

8.2.4 DNS服务器主备倒换

通过DNS服务器主备倒换机制，保证了在某台DNS服务器出现故障时，域名解析服务不会受到影响。DNS服务器主备倒换机制如图8-3所示。

图8-3 DNS服务器主备倒换机制

(1) 当主DNS服务器出现故障时，将进行DNS服务器主备倒换，DNS服务器B将成为主DNS服务器。

(2) 系统将前期分配给DNS服务器A的负载均衡DNS IP收回，并将其重新分配给新的主DNS服务器B。

(3) 客户端Host C在向DNS IP地址请求域名解析服务时，DNS服务器B将进行响应，向Host C返回解析后的动态业务IP地址，从而保证域名解析业务不中断。

(4) 后续若故障的DNS服务器A恢复正常，系统不会立即触发DNS服务器主备倒换操作，需待当前主DNS出现故障时才会再次进行主备倒换。

8.3 配置任务概览

表8-1 配置任务概览

配置任务		说明
创建负载均衡		用于创建负载均衡，负载均衡仅允许创建一个
管理负载均衡	修改负载均衡	用于修改负载均衡的域名与DNS IP
管理负载均衡	删除负载均衡	用于删除NAS组的负载均衡

8.4 创建负载均衡

· 文件存储的负载均衡只能创建一个。

· 负载均衡DNS IP必须位于所有NAS组的NAS服务器所共有的网段内，且多个DNS IP地址不能同网段。

· 建议DNS IP与NAS组的动态业务IP保持在同网段。

(1) 单击导航树中的[NAS管理]菜单项，进入NAS管理页面。

(2) 选择“负载均衡”页签，进入负载均衡页面，如图8-4所示。

图8-4 负载均衡页面

(3) 单击<创建>按钮，在弹出的图8-5所示对话框中输入域名，选择DNS IP类型并添加相应IP类型的一到多个DNS IP地址及其掩码，单击<确定>按钮完成操作。

图8-5 创建负载均衡

表8-2 参数说明

参数	说明	设置
域名	负载均衡的域名名称，将其与NAS组组名点分拼接后，即为用户访问时使用的全局域名	支持字母、数字和中划线，不能以中划线开头或结尾，顶级域名不能全为数字，各级子域名用“.”隔开，域名总长度不能超过63个字符
DNS IP类型	支持IPv4和IPv6	-
DNS IP	分为DNS IPv4地址和DNS IPv6地址，分配给主DNS服务器的动态IP地址	取值范围合法的网络地址，可以配置管理网段地址、存储前端网段地址、存储后端网段地址或业务网段地址，推荐配置业务网段地址
IPv4子网掩码	DNS IPv4地址的子网掩码	-
IPv6掩码长度	DNS IPv6地址的前缀长度	-