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SafeKit:一体化 Windows 或 Linux 网络负载均衡和高可用性软件

SafeKit Farm 集群:基于软件的 NLB 和故障转移,无需外部负载均衡器

适用于 Windows/Linux 的 SafeKit Farm 集群是一种专为可扩展应用环境设计的软件定义网络负载均衡(NLB)解决方案。它直接在应用服务器上集成了负载均衡与故障转移功能,从而消除了对专用硬件负载均衡器、代理服务器或复杂组播(multicast)配置的需求。

适用于 Windows/Linux 的 SafeKit Farm 集群有哪些优势?

  • 一体化软件:在单个软件套件中集成了虚拟 IP、负载均衡以及自动故障转移/故障恢复功能。
  • 无需特殊硬件:用适用于 Windows 或 Linux 的纯软件解决方案取代了昂贵的硬件负载均衡器,系统管理员即可轻松管理,无需依赖网络工程师。
  • 深度监控与自我修复:使用应用级的“检查器”(checkers)来监控特定的应用程序进程,即使服务器仍在运行也能检测到软件崩溃;随后它会触发自动服务重启,或在必要时执行故障转移。
  • 混合 Farm 与 Mirror 能力:支持将 Farm 集群(用于前端负载均衡)与 Mirror 集群(用于后端数据同步复制)进行独特地混合搭配。
  • OEM 高可用性:允许软件厂商在其应用程序中嵌入原生集群功能,从而提供“集群就绪”且纯软件化的产品,无需额外的基础设施。
SafeKit 高可用性 Windows/Linux 集群架构:提供虚拟 IP、自动故障转移、自动故障恢复和网络负载均衡
适用于 Windows/Linux 的 SafeKit Farm NLB 集群

SafeKit 软件如何简单地实现 Windows/Linux 网络负载均衡 (NLB) 集群?

什么是适用于 Windows/Linux 的 SafeKit Farm NLB 解决方案?

SafeKit 为跨两台或更多台服务器的 Windows/Linux 提供网络负载均衡和高可用性。

本文将向您介绍如何在没有硬件负载均衡器或专业网络技能的情况下,快速部署一个 Windows/Linux 集群。

该解决方案通过定义带有负载均衡规则的虚拟 IP、Windows/Linux 服务名称以及健康检查器来工作。

随后,SafeKit 将启用网络负载均衡自动故障转移,以确保可扩展性和持续的服务可用性。

与硬件解决方案相比,SafeKit 如何简化负载均衡?

SafeKit 通过用纯软件解决方案取代传统的“中间件” NLB 硬件,从而简化了管理流程。

SafeKit 不需要专用的物理设备,而是直接运行在标准的 Windows 或 Linux 应用服务器上。

软件厂商可以通过将 SafeKit 直接集成到其应用技术栈中,来提供 OEM 高可用性。这种合作模式使厂商能够交付一个独立、“集群就绪”且纯软件化的解决方案,其中已原生包含负载均衡与故障转移能力。

SafeKit 基于软件的负载均衡对 Windows/Linux 有什么好处?

SafeKit 用精简的软件方案取代了昂贵的硬件,并提供以下优势:

  • 高性能:在操作系统内核级别管理流量和虚拟 IP (VIP),确保高效运行且无需额外的网络设备。
  • 操作简便:允许系统管理员通过统一的界面管理集群,无需具备专业的网络认证。
  • 更低的总体拥有成本 (TCO):通过消除对专用硬件负载均衡器的需求,降低了资本支出 (CAPEX) 和维护成本。

SafeKit 应用监控与标准 NLB 健康检查有何不同?

与依赖简单 ping 和端口检查的标准 NLB 硬件不同,SafeKit 具有集成的应用级检查器。传统负载均衡器只能确认服务器是否“存活”,而 SafeKit 则可以监控特定 Windows/Linux 进程的实际运行健康状况。

这种深度监控使系统能够检测到“僵尸”状态(即服务器正常运行但软件已经崩溃),从而触发标准 NLB 解决方案无法执行的自动服务重启或流量重定向。

是否可以在不具备集群技能的情况下搭建 Windows/Linux farm 集群?

是的。本文将向您介绍如何快速部署一个 Windows/Linux farm 集群,而无需专业且复杂的网络技能。通过使用 SafeKit 的虚拟 IP 来处理 Windows/Linux 的网络负载均衡,您可以获得一个强大的可扩展解决方案,其部署和维护难度比传统的 NLB 解决方案要简单得多。

除 Windows/Linux 之外,SafeKit 还能保护哪些应用和环境?

SafeKit 是一款同时适用于 Windows 和 Linux 的通用高可用性解决方案。它通过同步实时复制和自动故障转移实现镜像集群(mirror clusters),从而保护广泛的关键工作负载,包括:

  • 虚拟与物理环境:完整的 Hyper-V 或 KVM 虚拟机。
  • 容器编排:Docker、Podman 和 K3s (Kubernetes) 环境。
  • 数据与服务:单独的文件目录、服务以及各种数据库。
  • 云基础设施:为云端应用程序提供高可用性。

在此处探索支持的高可用性解决方案完整列表。

SafeKit 集群在场(Farm)模式下是如何与 Windows/Linux 协同工作的?

场(Farm)模式集群中的虚拟 IP 地址

SafeKit 集群在场(Farm)模式下如何实现 Windows/Linux 网络负载均衡和故障转移

在上图中,Windows/Linux 应用程序正在 3 台服务器上运行(3 仅为一个示例,实际可以是 2 台或更多)。用户连接到一个虚拟 IP 地址。

虚拟 IP 地址配置在场模式集群中每台服务器的本地。
发送到虚拟 IP 地址 holiday 的输入流量会被所有服务器接收,并通过每台服务器内核中的网络过滤器在它们之间进行分流。

SafeKit 能够检测硬件和软件故障,在发生故障时重新配置网络过滤器,并提供可配置的应用程序检查器及恢复脚本。

网络过滤器中的负载均衡

网络过滤器内部的网络负载均衡算法是基于客户端数据包的身份(客户端 IP 地址、客户端 TCP 端口)来实现的。根据输入的客户端数据包身份,集群中只有一台服务器上的过滤器会接收该数据包,而其他服务器上的过滤器则会将其拒绝。

一旦数据包被某台服务器上的过滤器接收,响应客户端请求的 Windows/Linux 应用程序就只会占用该服务器的 CPU 和内存。输出的消息会直接从该应用服务器发送给客户端。

如果某台服务器发生故障,场(Farm)心跳协议会重新配置网络负载均衡集群中的过滤器,从而将流量重新均衡到其余可用的服务器上。

有状态或无状态应用程序

对于有状态的 Windows/Linux 应用程序,存在会话亲和性(Session Affinity)。同一个客户端在进行多个 TCP 会话时必须连接到同一台服务器,以便在服务器上检索其上下文。在这种情况下,SafeKit 负载均衡规则是基于客户端 IP 地址进行配置的。因此,同一个客户端在多个 TCP 会话中始终会连接到同一台服务器。而不同的客户端则会分布在场(Farm)中的不同服务器上。

对于无状态的 Windows/Linux 应用程序,不存在会话亲和性。同一个客户端在进行多个 TCP 会话时,可以连接到场中的不同服务器。服务器本地不会跨会话存储任何上下文。在这种情况下,SafeKit 负载均衡规则是基于 TCP 客户端会话身份进行配置的。这种配置最适合在服务器之间分配会话,但它需要一个不需要会话亲和性的 TCP 服务。

如何为 Windows/Linux 配置场(Farm)模式的 SafeKit 集群?

SafeKit Web 控制台:用于 Windows/Linux 网络负载均衡和虚拟 IP 管理的场(Farm)模式集群配置。

场(Farm)模式的 SafeKit 集群专为服务的高可用性和可扩展性而设计。其配置重点在于将传入的流量同时分配到两个节点上:

  • 负载均衡服务(Macros 标签页):定义要在所有节点上保持活动状态的特定应用程序服务(例如 Apache、IIS、Nginx)。
  • 心跳网络:用于检测节点是否已离开集群(场)的通信路径,一旦离开将立即触发流量的重新分配。
  • 虚拟 IP(场 VIP):与镜像(Mirror)集群不同,场 VIP 是通过内核过滤算法在节点之间共享的,以此来分发网络流量。
  • 负载均衡规则:根据源 IP 地址或端口定义流量分配策略。
  • 检查器(Checkers):监控应用程序的健康状态,并在检测到进程故障时触发自动重启。

如何为 Windows/Linux 监控场(Farm)模式的 SafeKit 集群?

SafeKit 控制台:监控 2 节点场(Farm)模式集群,显示两个 Windows/Linux 节点均处于 UP 状态且负载均衡处于活动状态。

监控场模式的集群可以直观地了解其双活(Active-Active)架构的运行状态,在此架构中所有节点都会为应用程序的性能做出贡献(本例中显示为 2 个节点):

  • UP 状态(2 个节点各占 50%):在健康的场中,两个节点都处于“UP”(50%)状态,这意味着它们都在通过共享的虚拟 IP 主动接收并处理客户端请求。
  • 自动重新均衡:如果某一个节点发生故障,控制台会直观地显示剩余节点接管 100% 的流量。这里不存在“故障转移”延迟,因为存活的节点本身就已经处于活动状态(仅需几秒钟的检测时间)。
  • 节点并入:当修复后的节点重新启动时,它会从“STOP”状态转换为“UP”状态,并自动开始接收其分担的负载,无需管理员的人工干预。
  • 无数据同步:请注意,在场模式集群中,不存在“橙色”的数据重新同步状态,因为各节点通常是无状态的,或者共享同一个后端数据库(该数据库可以在镜像集群中单独受到保护)。

除了简单的状态图标外,该界面还提供了一键式节点 management 功能,允许您在计划维护时手动停止或启动某个节点,而共享的虚拟 IP 会自动重新分配流量,绝不中断用户的业务活动。

对比:适用于 Windows/Linux 的 SafeKit Farm 集群与其他 NLB 集群解决方案

特性 SafeKit Farm 集群(软件型) 硬件负载均衡器
架构 内核级软件:原生集成到 Windows/Linux 操作系统中。 专用硬件:专用的物理设备。
管理维护 系统管理员:通过简单的 Web 控制台进行管理;无需具备网络专业学位。 网络工程师:需要专业技能和命令行(CLI)认证。
状态监控 应用级检查器:对特定进程(如 Apache、Nginx 等)进行深度监控。 网络 Ping:仅检测服务器或端口是否可达的基础检查。
自我修复 内置重启智能:在本地自动重启发生故障的服务。 被动故障转移:仅仅停止向发生故障的节点发送流量。
基础设施 环境无关:可运行在物理机、虚拟机(VMware、Hyper-V)或云实例上。 固化限制:需要特定的物理布线和网络机柜空间。
成本 (TCO) 低资本支出/运营成本:利用现有服务器资源;无昂贵的硬件维护费用。 高额投资:高昂的前期采购成本,以及持续的许可证和电力消耗费用。

总结:更智能的网络负载均衡与高可用性方案

SafeKit Farm 集群代表了从传统、依赖沉重硬件的网络技术向现代软件定义高可用性模型的战略演进。通过直接在应用服务器中集成负载均衡与自我修复智能,SafeKit 彻底消除了外部“中间件”硬件带来的高昂成本与复杂性。

视频指南:配置 SafeKit Farm NLB 集群

SafeKit 视频:网络负载均衡与虚拟 IP 管理 (5:03)

在本视频中,您将了解如何部署一个虚拟 IP 地址,以便为 2 节点集群提供单一的访问入口。SafeKit 通过自动管理虚拟 IP 来简化网络负载均衡,从而确保客户端流量在各节点之间合理分配,并在发生故障转移时实现瞬间重定向。

视频精彩片段

  1. 架构篇:为共享虚拟 IP 准备 2 个节点 (0:13)
  2. 配置篇:设置 farm.safe 模块与虚拟 IP 地址 (2:20)
  3. 验证篇:故障转移测试以及服务器崩溃时的虚拟 IP 重定向 (2:30)

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