Balanceamento de Carga na Rede

Neste tópico, fornecemos uma visão geral do recurso NLB (Balanceamento de Carga de Rede) no Windows Server 2016. Você pode usar o NLB para gerenciar dois ou mais servidores como um único cluster virtual. O NLB aumenta a disponibilidade e a escalabilidade de aplicativos de servidor da Internet, como aqueles usados na web, FTP, firewall, proxy, rede virtual privada (VPN) e outros servidores de missão crítica.

O recurso NLB (Balanceamento de Carga de Rede) distribui o tráfego entre vários servidores usando o protocolo de rede TCP/IP. Ao combinar dois ou mais computadores que executam aplicativos em um único cluster virtual, o NLB fornece confiabilidade e desempenho para servidores Web e outros servidores de missão crítica.

Os servidores em um cluster NLB são chamados de hosts e cada host executa uma cópia separada dos aplicativos de servidor. O NLB distribui solicitações de clientes de entrada entre os hosts no cluster. Você pode configurar a carga a ser manipulada por cada host. Você também pode adicionar hosts dinamicamente ao cluster para lidar com o aumento da carga. O NLB também pode direcionar todo o tráfego para um único host designado, que é chamado de host padrão.

O NLB permite que todos os computadores no cluster sejam endereçados pelo mesmo conjunto de endereços IP e mantém um conjunto de endereços IP exclusivos e dedicados para cada host. Para aplicativos com balanceamento de carga, quando um host falha ou fica offline, a carga é redistribuída automaticamente entre os computadores que ainda estão operando. Quando estiver pronto, o computador offline poderá ingressar novamente no cluster de forma transparente e recuperar sua parte da carga de trabalho, o que permite que os outros computadores do cluster lidem com menos tráfego.

Aplicações práticas

O NLB é útil para garantir que aplicações sem estado, como servidores web que executam os Serviços de Informação da Internet (IIS), estejam disponíveis com o mínimo de tempo de inatividade e que sejam escaláveis (adicionando mais servidores à medida que a carga aumenta). As seções a seguir descrevem como o NLB oferece suporte à alta disponibilidade, escalabilidade e capacidade de gerenciamento dos servidores clusterizados que executam esses aplicativos.

Alta disponibilidade

Um sistema de alta disponibilidade fornece de forma confiável um nível aceitável de serviço com o mínimo de tempo de inatividade. Para fornecer alta disponibilidade, o NLB inclui funcionalidades incorporadas que podem automaticamente:

• Detete um host de cluster que falha ou fica offline e, em seguida, recupere.

• Equilibre a carga da rede quando os hosts são adicionados ou removidos.

• Recupere e redistribua a carga de trabalho em dez segundos.

Scalability

A escalabilidade é a medida de quão bem um computador, serviço ou aplicativo pode crescer para atender às crescentes demandas de desempenho. Para clusters NLB, escalabilidade é a capacidade de adicionar incrementalmente um ou mais sistemas a um cluster existente quando a carga geral do cluster excede seus recursos. Para oferecer suporte à escalabilidade, você pode fazer o seguinte com o NLB:

• Equilibre solicitações de carga no cluster NLB para serviços TCP/IP individuais.

• Suporta até 32 computadores em um único cluster.

• Equilibre várias solicitações de carga do servidor (do mesmo cliente ou de vários clientes) em vários hosts no cluster.

• Adicione hosts ao cluster NLB à medida que a carga aumenta, sem causar falha no cluster.

• Remova os hosts do cluster quando a carga diminuir.

• Permita alto desempenho e baixa sobrecarga por meio de uma implementação totalmente canalizada. O pipelining permite que as solicitações sejam enviadas para o cluster NLB sem esperar por uma resposta a uma solicitação anterior.

Manageability

Para oferecer suporte à capacidade de gerenciamento, você pode fazer o seguinte com o NLB:

• Gerencie e configure vários clusters NLB e os hosts de cluster de um único computador usando o Gerenciador de NLB ou os cmdlets NLB (Balanceamento de Carga de Rede) no Windows PowerShell.

• Especifique o comportamento de balanceamento de carga para uma única porta IP ou grupo de portas usando regras de gerenciamento de porta.

• Defina regras de porta diferentes para cada site. Se você usar o mesmo conjunto de servidores com balanceamento de carga para vários aplicativos ou sites, as regras de porta serão baseadas no endereço IP virtual de destino (usando clusters virtuais).

• Direcione todas as solicitações de cliente para um único host usando regras opcionais de host único. O NLB roteia solicitações de cliente para um host específico que está executando aplicativos específicos.

• Bloqueie o acesso indesejado à rede a determinadas portas IP.

• Habilite o suporte ao IGMP (Internet Group Management Protocol) nos hosts do cluster para controlar a inundação da porta do switch (onde os pacotes de rede de entrada são enviados para todas as portas do switch) ao operar no modo de multicast.

• Iniciar, parar e controlar ações de NLB remotamente usando comandos ou scripts do Windows PowerShell.

• Exiba o Log de Eventos do Windows para verificar eventos de NLB. O NLB registra todas as ações e alterações de cluster no log de eventos.

Funcionalidade importante

O NLB é instalado como um componente de driver de rede padrão do Windows Server. Suas operações são transparentes para a camada de rede TCP/IP. A figura a seguir mostra a relação entre o NLB e outros componentes de software em uma configuração típica.

A seguir estão as principais características do NLB.

• Não requer alterações de hardware para ser executado.

• Fornece Ferramentas de Balanceamento de Carga de Rede para configurar e gerenciar vários clusters e todos os hosts a partir de um único computador remoto ou local.

• Permite que os clientes acessem o cluster usando um único nome lógico da Internet e um endereço IP virtual, que é conhecido como o endereço IP do cluster (ele retém nomes individuais para cada computador). O NLB permite vários endereços IP virtuais de rede para servidores multiconectados.

• Permite que o NLB seja vinculado a vários adaptadores de rede, o que permite configurar vários clusters independentes em cada host. O suporte para vários adaptadores de rede difere dos clusters virtuais porque os clusters virtuais permitem configurar vários clusters em um único adaptador de rede.

• Não requer modificações nos aplicativos de servidor para que eles possam ser executados em um cluster NLB.

• Pode ser configurado para adicionar automaticamente um host ao cluster se esse host de cluster falhar e for subsequentemente colocado online novamente. O host adicionado pode começar a lidar com novas solicitações de servidor de clientes.

• Permite que você coloque os computadores offline para manutenção preventiva sem perturbar as operações de cluster nos outros hosts.

Requisitos de hardware

A seguir estão os requisitos de hardware para executar um cluster NLB.

• Todos os hosts no cluster devem residir na mesma sub-rede.

• Não há restrição no número de adaptadores de rede em cada host, e hosts diferentes podem ter um número diferente de adaptadores.

• Dentro de cada cluster, todos os adaptadores de rede devem ser multicast ou unicast. O NLB não oferece suporte a um ambiente misto de multicast e unicast em um único cluster.

• Se você usar o modo de unicast, o adaptador de rede usado para manipular o tráfego de cliente para cluster deverá suportar a alteração de seu endereço MAC (controle de acesso à mídia).

Requisitos de software

A seguir estão os requisitos de software para executar um cluster NLB.

• Somente TCP/IP pode ser usado no adaptador para o qual o NLB está habilitado em cada host. Não adicione nenhum outro protocolo (por exemplo, IPX) a este adaptador.

• Os endereços IP dos servidores no cluster devem ser estáticos.

Informações de instalação

Você pode instalar o NLB usando o Gerenciador do Servidor ou os comandos do Windows PowerShell para NLB.

Opcionalmente, você pode instalar as Ferramentas de Balanceamento de Carga de Rede para gerenciar um cluster NLB local ou remoto. As ferramentas incluem o Gerenciador de Balanceamento de Carga de Rede e os comandos NLB do Windows PowerShell.

Instalação com o Gerenciador de Servidores

No Gerenciador do Servidor, você pode usar o Assistente para Adicionar Funções e Recursos para adicionar o recurso Balanceamento de Carga de Rede . Ao concluir o assistente, o NLB é instalado e não será necessário reiniciar o computador.

Instalação com o Windows PowerShell

Para instalar o NLB usando o Windows PowerShell, execute o seguinte comando em um prompt do Windows PowerShell com privilégios elevados no computador onde você deseja instalar o NLB.

Install-WindowsFeature NLB -IncludeManagementTools

Após a conclusão da instalação, não é necessário reiniciar o computador.

Para obter mais informações, consulte Install-WindowsFeature.

Gerenciador de balanceamento de carga de rede

Para abrir o Gestor de Balanceamento de Carga de Rede no Gestor de Servidor, clique em Ferramentas e, em seguida, clique em Gestor de Balanceamento de Carga de Rede.

Recursos adicionais

A tabela a seguir fornece links para informações adicionais sobre o recurso NLB.