弘积科技负载均衡助力银行云业务弹性扩展

2021-01-20

当下,5G时代新基建蓬勃发展,加速重构传统行业格局,虚拟化及云计算等新兴技术的集中应用,推动银行业务信息化进入崭新阶段,主要表现为以下特征:原来部署在物理服务器上的应用逐渐迁移至虚拟化环境中,各应用以虚拟机的形式存在,采用的基本都是VMwareOpenstack的虚拟化解决方案。

出于安全的考虑,银行业务部署多采用三层架构,即Web前端、中间件及数据库,中间件使用IBMWebsphere Application Server(WAS)JBOSS等。但是,由于数据流量的剧烈猛增所产生的突发性访问频繁,并且需要银行业务保持不间断访问,这就对应用交付产品的高可用性提出了更高的要求。

基于银行云业务的上述需求,弘积科技提出自主研发的负载均衡产品弹性扩展解决方案,可有效解决银行业务信息化面临的新问题。弘积负载均衡建立在现有网络结构之上,它提供了一种简洁而有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量,加强网络数据处理能力,提高网络的灵活性和可用性,可针对虚拟化的环境进行应用的弹性扩展,确保银行业务繁忙时应用可以得到快速的响应。除此之外,它还有提高应用的高可用性及高可靠性的特点,避免了应用的单点失效,解决多出口链路网络拥塞问题,为用户提供更好的访问体验并且可以多数据中心服务,就近实现数据中心之间的灾备等功能。

银行云的弹性扩展需求

金融业网上银行及手机银行等业务突发访问量较大,访问的实时性要求高,为确保业务访问的用户体验,需要根据业务的并发连接数等进行业务的智能弹性扩展,并发连接数超过门限值后快速动态扩展虚拟机,低于门限值后动态收缩虚拟机。

对于部分业务,由于虚拟机的关联性,需要支持虚拟机成对扩展或收缩(web前端与中间件),且配置虚拟机使业务自动关联,包括修改虚拟机的IP地址、网关及Host表等,虚拟机的扩展及收缩可以设置上限及下限,既不能无限扩展也不能持续收缩;

对于虚拟化环境的多台主机(Host),创建虚拟机时需要考虑均衡算法,不能都在一台Host上创建虚拟机;

对于健康检查失败的业务,触发后可自动重启该业务对应的虚拟机;

对于延时过大的业务,触发后可自动重启该业务对应的虚拟机,业务弹性扩展时,有日志及告警提示信息,支持双机高可用部署。

需求分析

根据我国银行业具体需求,弘积科技解决方案将满足以下主要功能。

服务器负载均衡:合理的分担用户业务请求,让当前最佳的服务器响应用户的请求,通过深层次的健康检查手段确保应用的高可用性。

弹性扩展:通过负载均衡器进行流量探测,当超过设定的并发连接数的门限值时,进行自动的弹性扩展。在弹性扩展创建的虚拟机上,自动配置该虚拟机的IP地址、网关及Host表等所需的参数,不需要任何的人工干预。在虚拟机创建成功后,将该虚拟机的IP地址添加到负载均衡的服务池中(指定弹性扩展的最大数量)。

 

弹性收缩:通过负载均衡器进行流量探测,当低于设定的并发连接数的门限值时,进行自动的弹性收缩,也可以自定义时间,在业务最空闲的时间进行收缩,尽可能减小对业务的影响。弹性收缩时,在删除虚拟机之前,需要先删除负载均衡对应的节点,此时需要判断该节点上是否还有连接,只有当连接不存在时,才能删除相应的节点,进而删除对应的虚拟机(指定弹性收缩的最小数量)。

异常恢复:通过对业务节点的健康检查探测,当健康检查失败并连续超过预设的时间值时,可自动重启该虚拟机。通过对各节点的业务响应时间进行探测,当业务响应时间超过预设的时间值时,可自动重启该虚拟机。

高可用性:需要支持双机部署,扩展或收缩业务时,需要同时向主备两台设备进行添加或删除节点操作,并自动保存配置。

弘积科技弹性扩展云解决方案

弘积科技方案部署如下图所示(以VMware虚拟化环境为例,Openstack环境也类似):

该方案采用弘积VirtualAD虚拟化软件负载均衡产品,即负载均衡以虚拟机的形态运行在EXSI上,在两台主机上各部署一套负载均衡,形成双机主备部署,以最大限度提高系统的高可用性。访问流量到达负载均衡后,负载均衡会根据其并发连接数的情况进行弹性扩展,若并发连接数超过设定的弹性扩展门限,负载均衡设备会调用vCenter,根据设定的虚拟机模板进行虚拟机克隆,对于三层应用架构,会同时成对克隆Web前端与中间件虚拟机。虚拟机克隆成功后,自动开机启动登录,对该虚拟机的IP地址、网关、Host表及配置文件进行修改,同时将虚拟机的IP地址加到负载均衡的服务池中,在负载均衡上对该节点开启软关机功能。若并发连接数低于设定的弹性收缩门限,负载均衡设备会检查节点的连接情况,在该节点无连接的情况下,先删除节点,然后调用vCenter,删除相应的虚拟机,也可以设置时间策略,在某一段业务比较空闲的时间段,删除相应的虚拟机,使收缩对业务的影响最小。

负载均衡的健康检查策略,会实时探测后端业务的健康状况,一旦发现健康检查失败且达到设定的时间门限时,负载均衡设备会调用vCenter重启相应的虚拟机。此外,通过负载均衡的响应算法,实时探测后端业务的延迟状况,如果发现业务的延迟时间达到设定的时间门限时,负载均衡设备会调用vCenter重启相应的虚拟机,若重启后延迟仍然过大,可以指定重启的次数也可以删除该虚拟机。双机部署环境,对于弹性扩展及收缩,将服务池及节点的配置变化实时同步到对端负载均衡设备上并自动保存配置。

关键技术

快速的弹性扩展机制

弘积科技弹性扩展解决方案采用并行算法,可同时触发最大8个弹性扩展条件,快速扩展,实时响应业务变化需求。

特定的算法保证虚拟机分布均衡

为保证弹性扩展的虚拟机分布在不同的Host上,系统采用特定的算法,使扩展的虚拟机在不同的Host之间均衡分布,若某一个Host的负载较高,也可以动态调整算法,保证扩展的虚拟机负载均衡。

弹性扩展的配置同步

为保证应用的高可用性,负载均衡设备需要采用双机部署。对于弹性扩展,由于不需要任何手动干预,所以双机的配置同步需要自动完成并自动保存配置,当弹性扩展时,添加至服务池的节点,弹性收缩时,删除的节点。

 

方案特点

弘积科技提供物理硬件及虚拟化软件负载均衡解决方案,银行用户可根据实际情况灵活选择,与SLB/GSLB/HA等功能无缝集成,进行未来功能扩展。该方案根据金融业务的连接数情况,快速进行业务弹性扩展,在突发业务较大的场景下,很好地解决了用户的访问体验问题。对虚拟机的弹性扩展,可以成对创建并进行业务关联,非常适合有中间件的银行业务需求。对弹性收缩有多种策略,可以定时回收、缓慢回收或不回收。实时监控节点的健康状态,并智能重启健康检查失败的节点,实时监控节点的延迟情况,并智能重启业务响应延迟过大的节点。

弘积科技负载均衡弹性扩展云解决方案,以稳定的安全性、高可靠性和高可用性,可充分响应银行业弹性扩展、信息安全防护、灾备处理等虚拟化应用典型需求,代表了银行业国产负载均衡云技术的前沿科技,将为我国银行业乃至金融业构筑灵活智能、自主可控的核心云业务系统持续赋能。