Cân bằng tải trong Exchange 2007– Phần 1: Tổng quan về Windows NLB Clusters

Henrik Walther

Quản trị mạng - Trong bài này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn cách cân bằng tải Exchange 2007 Client Access Servers (CAS) bằng kỹ thuật NLB (Network Load Balancing). Bằng cách thực thi một giải pháp cân bằng tải, bạn có thể phân phối luồng công việc giữa các máy chủ, làm tăng được hiệu suất và giảm thời gian chết bằng cách loại trừ được các điểm bị sự cố tồn tại trong topo chỉ có một máy chủ truy cập client.

Giải pháp câng bằng tải cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng giải pháp của các nhóm thứ ba, nhưng đề cập ở đây, chúng tôi sẽ chỉ thực hiện trên thành phần NLB trong Windows Server 2003. Sự thực là NLB đã cho thấy hiệu quả làm việc tốt và là một giải pháp thích hợp cho hầu hết các tổ chức doanh nghiệp.

NLB là gì và hoạt động như thế nào?

Kỹ thuật cân bằng tải (NLB) có thể được sử dụng để phân phối các yêu cầu của máy khách trên các máy chủ. Windows NLB thường được sử dụng để bảo đảm các ứng dụng chẳng hạn như mở rộng máy chủ web IIS bằng cách thêm vào các máy chủ để tăng tải của máy khách. Thực hiện hành động này bảo đảm các máy khách đó luôn có được mức hiệu suất thích hợp. Thêm vào đó, sẽ giảm được thời gian chết gây ra bảo sự cố một máy chủ nào đó.

Các nhóm Windows NLB (cluster) có thể cung cấp khả năng mở rộng cho các dịch vụ và ứng dụng dựa trên TCP và UDP. Bạn có thể có đến tối đa 32 máy chủ trong một cluster Windows NLB.

Windows NLB có trong cả Windows Server 2003 phiên bản Standard và Enterprise (thậm chí cả phiên bản Web cũng gồm thành phần này). Và vì nó là một thành phần chuẩn nên không yêu cầu bạn sử dụng bất cứ một phần cứng máy chủ đặc biệt hoặc cụ thể nào cho mỗi máy chủ thành viên nằm trong nhóm NLB.

Khi Windows NLB được cấu hình đúng thì tất cả các máy chủ trong NLB cluster sẽ được thể hiện bằng một địa chỉ IP ảo và mặc định bằng một tên miền tiêu chuẩn (FQDN). Khi một yêu cầu máy khách xuất hiện, nó sẽ gửi đến tất cả các máy chủ trong Windows NLB cluster. Máy khách sẽ được bản đồ hóa đến một máy chủ nào đó và yêu cầu đến các máy chủ khác sẽ bị bỏ qua. Ở đây, bạn có thể sử dụng mối quan hệ để hướng trực tiếp một yêu cầu máy khách cụ thể vào các máy chủ thành viên khác, có thể cấu hình mỗi máy chủ thành viên với thứ tự ưu tiên.

Hình 1.1 bên dưới thể hiện một cài đặt đơn giản gồm hai máy chủ Client Access được cấu hình trong Windows NLB. Cả hai máy chủ Client Access đều chấp nhận các yêu cầu máy khách và gửi chúng đến các máy chủ back-end tương ứng theo kiểu yêu cầu.

Hình 1.1: Topo cân bằng tải của Exchange 2007 Client Access Server

Chế độ Unicast và Multicast

Windows NLB cluster có thể được cấu hình trong chế độ unicast hoặc multicast, trong đó unicast là chế độ mặc định.

Chế độ Unicast

Với WNLB cluster được cấu hình trong chế độ unicast, địa chỉ MAC của mỗi adapter mạng của máy chủ sẽ được thay đổi thành địa chỉ MAC của nhóm ảo, đây chính là địa chỉ MAC sẽ được sử dụng bởi tất cả các máy chủ trong Windows NLB cluster. Khi chế độ unicast được kích hoạt, các máy khách chỉ có thể kết nối với các máy chủ bằng địa chỉ MAC của nhóm.

Chế độ Multicast

Với Windows NLB cluster được cấu hình trong chế độ multicast , địa chỉ MAC trong trường hợp này sẽ được bổ sung thêm vào adapter nhóm của mỗi máy chu trong nhóm. Lưu ý rằng “được bổ sung” ở đây là mỗi máy chủ đều duy trì sẵn các địa chỉ MAC gốc của chúng.

Một Windows NLB cluster, dù được cấu hình ở chế độ nào cũng vẫn sẽ làm việc với adapter mạng đã được cài đặt trên mỗi máy chủ, nhưng nên cài đặt adapter mạng thứ hai trong mỗi máy chủ để thực hiện tối ưu hóa hiệu suất và phân tách lưu lượng mạng.

Vậy chế độ nào nên được sử dụng cho giải pháp Exchange 2007 Client Access và nên cài đặt bao nhiêu adapter mạng trong mỗi máy chủ Client Access? Giải pháp tốt nhất ở đây là cài đặt hai adapter mạng và sử dụng chế độ unicast, để lưu lượng mạng của cluster và host được phân tách trong adapter mạng tương ứng của riêng chúng.

Lưu ý:
Bổ sung thêm với Windows NLB, bạn cũng có thể sử dụng các cơ chế DNS round robin để cân bằng tải cho các máy chủ trong môi trường thư tín Exchange 2007, tuy nhiên Windows NLB chỉ nên được sử dụng DNS round robin vì sau đó chỉ cung cấp một mức tự động chuyển đổi dự phòng tối thiểu. Lý do tồn tại vấn đề này là vì nếu một máy chủ Client Access nào đó không đáp trả các yêu cầu của máy khách thì các yêu cầu của máy khách phải được lặp lại cho tới khi máy chủ đáp trả thông tin về kết nối khách cũng như sự không có sẵn máy chủ Client Access. Vì thành phần Windows NLB có trong cả Windows Server 2003 phiên bản Standard và Enterprise nên không có lý do gì khiến chúng ta phải chọn DNS round robin trên WNLB.

Mặc dù những giới thiệu ở trên nghe có vẻ phức tạp và tiêu tốn nhiều thời gian để triển khai giải pháp cân bằng tải Windows NLB, tuy nhiên sự thực trong thao tác thực hiện lại rất dễ dàng, chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn những vấn đề đó trong các phần sau.

Mục đích của máy chủ Client Access

Trước khi đi vào phần cấu hình Windows NLB cluster, chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn một số vắn tắt về các máy chủ Client Access có mục đích gì. Trong đó sẽ tập trung vào làm sáng tỏ vấn đề tại sao nó lại quan trọng để cân bằng tải các máy chủ Exchange 2007 này.

Client Access Server thay thế cho các máy chủ front-end mà chúng ta vẫn biết đến trong Exchange 2000 và 2003 và một số chức năng bổ sung. Máy chủ Client Access cho phép truy cập mailbox đối với tất cả các kiểu máy khách Exchange ngoại trừ các máy khách Outlook MAPI, máy khách kết nối trực tiếp đến the Mailbox Server. Điều này có nghĩa rằng máy chủ Client Access quản lý bất cứ người dùng nào truy cập vào mailbox của họ bằng Outlook Anywhere (trước vẫn được biết đến là RPC trên HTTP), Outlook Web Access (OWA), Exchange ActiveSync (EAS), POP3 và IMAP4.

Ngoài sự cung cấp truy cập máy khách, máy chủ Client Access còn chịu trách nhiệm cung cấp sự truy cập cho những thứ như cấu hình profile tự động, các thông tin free/busy, các thông báo Out of Office (OOF), Offline Address Book (OAB) cũng như Unified Messaging (UM), nhưng chỉ đối với Outlook 2007 và Outlook Web Access 2007 (và các thiết bị Windows Mobile 6.0 sau này). Chỉ có hai máy khách, có thể lợi dụng dịch vụ Exchange Autodiscover and Availability trên web mới có, đây chính là dịch vụ chịu trách nhiệm cung cấp sự truy cập các tính năng client được đề cập ở trên.

Lưu ý:
Các máy khách kế thừa như Outlook 2003 và trước đó, cùng với đó là các thiết bị Windows mobile 5.0 đều không thể sử dụng dịch vụ Autodiscover or availability này.

Điều kiện tiên quyết

Nếu muốn triển khai giải pháp đã được giới thiệu trong bài này trên một môi trường lab, bạn cần những điều dưới đây:

• 1 máy chủ đóng vai trò Domain Controller (đã cài đặt thành phần Microsoft CA)

• 2 máy chủ đã triển khai Client Access server role (hai NIC trong mỗi máy chủ này)

• 1 máy chủ đã triển khai Mailbox and Hub Transport server role

• 1 máy khách Windows XP/Vista đã cài đặt Outlook 2007

Phụ thuộc vào các chi tiết kỹ thuật phần cứng cụ thể của bạn mà bạn có thể cài đặt các role Mailbox and Hub Transport server trên domain controller, nhưng trong môi trường lab thì bạn nên tách biệt các role này riêng rẽ.

Bạn đã biết NLB cluster là gì và đã có thể bắt đầu thiết lập môi trường lab của mình. Đến đây bạn đã hoàn toàn sẵn sàng cho phần tiếp theo, phần sẽ hướng dẫn bạn từng bước để cấu hình Windows NLB cluster.