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H3C UniStor X10000 G3系列存储 配置指导-R12xx-6W105

08-文件存储负载均衡

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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,UniStor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

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

说明

·     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 IPNAS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

DNS IP的类型

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

-

 

8.5  管理负载均衡

8.5.1  修改负载均衡

(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。

(3)     选中负载均衡,单击<修改>按钮,在弹出的图8-6所示对话框中修改域名、DNS IP类型、相应IP类型的DNS IP地址及其掩码,单击<确定>按钮完成操作。

图8-6 修改负载均衡

 

8.5.2  删除负载均衡

(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。

(3)     选中负载均衡,单击<删除>按钮,如图8-7所示,在弹出的对话框中单击<确定>按钮完成操作。

图8-7 删除负载均衡

 

 

8.6  负载均衡配置举例

8.6.1  场景描述

图8-8所示,有多台Windows主机接入集群业务网络,为了避免单节点业务负载过重,希望通过配置实现:

·     客户端通过域名访问集群的CIFS共享。

·     客户端的请求分配到不同的NAS服务器,降低业务负担。

图8-8 负载均衡组网图

 

8.6.2  场景分析

为使客户端能够通过域名访问CIFS共享,管理员需在CAPFS分布式文件系统中创建CIFS共享与负载均衡,设置用户信息以供客户端使用,然后在客户端映射网络驱动器,保证用户正常访问存储系统。

8.6.3  配置前提

·     集群文件系统正常。

·     为达到负载均衡最优,请确保动态业务IP地址数量与NAS服务器数量保持一致。

8.6.4  配置步骤

(1)     创建CIFS共享,并设置用户信息,具体步骤请参见“文件存储基础配置”章节。

(2)     创建负载均衡。

a.     单击导航树中的[NAS管理]菜单项,进入NAS管理页面。

b.     选择“负载均衡”页签,进入负载均衡页面,如图8-9所示。

图8-9 负载均衡页面

 

c.     单击<创建>按钮,在弹出的图8-10所示对话框中输入域名,DNS IP类型勾选“IPv4”, 输入DNS IPv4地址及其子网掩码(以域名为“nas.com”和DNS IP为“168.16.19.20”为例),单击<确定>按钮完成操作。

图8-10 创建负载均衡

 

(3)     在客户端映射网络驱动器。

a.     如图8-11所示,更改客户端DNS IP为“168.16.19.20”。

图8-11 更改DNS IP

 

b.     如图8-12所示,在存储设备页面选择[工具/映射网络驱动器]菜单项。

图8-12 选择[工具/映射网络驱动器]

 

c.     在弹出的图8-13所示对话框中输入文件夹地址“\\test.nas.com”(test.nas.com为全局域名),并勾选“使用其他凭据连接”,单击<完成>按钮。

图8-13 输入文件夹地址“\\test.nas.com

 

d.     在弹出的图8-14所示对话框中输入用户名“test”与密码“NAS_testbj”(在文件存储的用户管理中创建的本地用户及密码),单击<确定>按钮完成操作。

图8-14 输入用户名与密码

 

e.     如图8-15所示,返回存储设备页面,即可看到映射的网络磁盘驱动器。

图8-15 存储设备页面

 

8.6.5  验证配置

在客户端对目录的相关操作,会反馈到Handy的目录管理页面中。

例如,在网络磁盘驱动器内新建文件“cifs_test”。在目录管理页面中,则会在cifs共享目录下出现一个名为“cifs_test”的文件。

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