一、為什么需要部署負(fù)載均衡？
?應(yīng)用交付低效、遲延和失敗都會導(dǎo)致數(shù)百萬美元的損失，包括預(yù)算浪費、公司名譽受損，系統(tǒng)和應(yīng)用停機、法律責(zé)任以及錯失良機等。F5 BIG-IP本地流量管理器(LTM) 是一款出色的應(yīng)用流量管理系統(tǒng)，可提供業(yè)內(nèi)更智能、更具適應(yīng)性的解決方案來保護、優(yōu)化和交付應(yīng)用，從而確保企業(yè)能夠在保持高效運營的同時提高其競爭力。它包含整套統(tǒng)一應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的系統(tǒng)，將總體控制、可見性以及靈活性出色地融合到應(yīng)用安全、性能和交付中。
?您網(wǎng)絡(luò)的作用是交付應(yīng)用和服務(wù)，但隨著業(yè)務(wù)需求的變化和增長，您要想滿足這些需求，可能需要更復(fù)雜、更昂貴的基礎(chǔ)架構(gòu)。BIG-IP? 本地流量管理器(LTM)可將您的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的應(yīng)用交付基礎(chǔ)架構(gòu)。它是用戶和應(yīng)用服務(wù)器之間的全代理，它創(chuàng)建了一個用于確保應(yīng)用流量的安全，并對應(yīng)用流量進行優(yōu)化和負(fù)載均衡的層次。這樣，您便可以全面控制您的網(wǎng)絡(luò)，您不但可以輕松添加服務(wù)器、消除業(yè)務(wù)中斷、提高應(yīng)用性能，還可以滿足安全要求。
?F5 BIG-IP 應(yīng)用交付控制器（ADC）平臺可以同時管理從第 4 層到第 7 層上更繁重的流量負(fù)載。通過合并高性能交換結(jié)構(gòu)、專用硬件和高級軟件，F(xiàn)5 可以靈活地做出深入應(yīng)用的決策而 不產(chǎn)生瓶頸。利用 BIG-IP 平臺的高性能，您可以整合設(shè)備 — 節(jié)省管理成本以及電力、空間和散熱成本 — 并且仍有增長空間。
二、主要優(yōu)勢
將基礎(chǔ)設(shè)施與專用硬件整合
BIG-IP 硬件平臺專門針對應(yīng)用交付性能和可擴展性而設(shè)計?？梢葬槍Ψ?wù)器負(fù)載平衡、全球數(shù)據(jù)中心負(fù)載平衡、DNS 服務(wù)、Web 應(yīng)用防火墻、訪問管理、Web 性能優(yōu)化和 WAN 優(yōu)化來配置設(shè)備。
卸載應(yīng)用服務(wù)器
BIG-IP 平臺采用了高性能 SSL 和壓縮硬件以及先進的連接管理，從而可以從應(yīng)用服務(wù)器上卸載處理密集型任務(wù)、整合設(shè)備以及提高資源使用效率。
保證網(wǎng)絡(luò)安全
通過 ICSA 認(rèn)證的 BIG-IP 平臺即時增加第3-7層保護；該平臺提供默認(rèn)拒絕安全性、支持精細(xì)訪問限制的完整包過濾引擎以及業(yè)界領(lǐng)先的 web 應(yīng)用 防火墻。
降低運營成本
BIG-IP 硬件平臺提供帶外管理、前面板管理、暖升級、遠(yuǎn)程引導(dǎo)和 USB 支持，同時管理非常簡單，有助于減少用于配置、升級和維護的時間。借助 80 Plus 金牌認(rèn)證和白金認(rèn)證的高效率電源，可以降低能耗和散熱成本。
正常運行時間更大化
確保重要基礎(chǔ)設(shè)施建立在可靠的硬件基礎(chǔ)之上， 配備可熱交換組件、冗余電源、CF 卡、多引導(dǎo)支持 以及不間斷管理。各種裝置可以采用傳統(tǒng)的主動/ 備用配置部署，也可采用橫向集群（主動/主動）配 置以實現(xiàn)高可用性和應(yīng)用級的故障轉(zhuǎn)移。
出色的智能性能
傳統(tǒng)的性能評估標(biāo)準(zhǔn)是吞吐量，但吞吐量在表示復(fù)雜的應(yīng)用交付需求方面并不準(zhǔn)確。對于要支持不斷增長的當(dāng)代 Web 應(yīng)用需求和基礎(chǔ)設(shè)施需求的 ADC 來說，連接容量和每秒 L7 事務(wù)處理數(shù)很關(guān)鍵。例如，ADC 需要能夠處理高級別的第 4 層和第 7 層連接，并在應(yīng)用層做出更多決策，如檢測和刪除敏感信息或者轉(zhuǎn)換應(yīng)用特定的有效負(fù)荷。BIG-IP 裝置具有出色的智能和性能，可在保證數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)設(shè)施安全的同時提供更大數(shù)量的應(yīng)用層決策。
三、簡化您的網(wǎng)絡(luò)
BIG-IP ADC 裝置可以卸載服務(wù)器負(fù)荷并整合設(shè)備，節(jié)省數(shù)據(jù)中心的管理成本以及能耗、空間和散熱成本，從而幫助您簡化網(wǎng)絡(luò)。利用 BIG-IP 平臺的高性能和可擴展性，您可以減少即使交付更苛刻應(yīng)用所需的應(yīng)用交付控制器數(shù)量。通過卸載計算密集型進程，您可以極大地減少所需的應(yīng)用服務(wù)器數(shù)量。
BIG-IP 硬件包括：
?SSL 硬件加速—利用市場上更佳的 SSL 性能，卸載高成本的 SSL 處理并加快密鑰交換和批量加密的速度。
?硬件壓縮* —以高成本效益的方式卸載服務(wù)器的流量壓縮處理，從而縮短頁面加載時間并減少對帶寬的占用。
?OneConnect? 連接池 —將數(shù)百萬 TCP 請求聚合到幾百個服務(wù)器端連接中。增加服務(wù)器容量并確保高效地處理請求。
?嵌入式包加速（ePVA）—提供特定的應(yīng)用交付優(yōu)化，支持低延遲和隧道協(xié)議，并提供拒絕服務(wù)（DoS）攻擊保護。ePVA采用現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）技術(shù)，該技術(shù)與TMOS和要交付的軟件緊密集成：
?以太網(wǎng)端口與處理器之間的高性能互連。
?L4 卸載，支持領(lǐng)先的吞吐量并減少軟件的負(fù)荷。
?硬件加速的 SYN FLOOD 保護。
?在硬件中檢測并緩解超過65種 DoS 攻擊。
?對消息路由和標(biāo)簽替換提供本機財務(wù)信息交換（FIX）支持，同時維持低延遲要求。
四、F5 BIG-IP 技術(shù)的優(yōu)勢
F5-BIG-LTM-I2600提供獨特的架構(gòu)以及擁有專利的硬件和軟件創(chuàng)新，具有無與倫比的功能，其中包括：
F5 ScaleN 架構(gòu)
ScaleN 支持按需擴展性能、虛擬化或者橫向集群化多個 BIG-IP 設(shè)備，從而創(chuàng)建有彈性的應(yīng)用交付網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化高效率地進行調(diào)整。
?按需擴展
通過按需擴展提高容量和性能，從而可以直接在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中提高處理能力，而不必增加設(shè)備。全新的 BIG-IP 裝置型號可以通過按需軟件許可升級為每個系列中性能更高的型號。通過按需許可，組織可以恰當(dāng)調(diào)整應(yīng)用交付服務(wù)規(guī)模，在不增加新硬件的情況下支持增長。
?運營擴展
●F5采用多租戶架構(gòu)實現(xiàn)應(yīng)用交付控制器（ADC）服務(wù)虛擬化；這種架構(gòu)可以在單個設(shè)備上支持各種 BIG-IP 版本和產(chǎn)品模塊。多租戶設(shè)備虛擬化由 F5 獨有的虛擬集群多處理（vCMP?）技術(shù)提供；利用該技術(shù)，可以選擇硬件平臺來運行多個 BIG-IP guest 實例。每個 BIG-IP guest 實例的表現(xiàn)的行為都像物理 BIG-IP 設(shè)備，分配有專用的 CPU、內(nèi)存和其他資源。
●可以使用多租戶功能（如分區(qū)和路由域）進一步劃分每個 vCMP guest，以便按虛擬域來隔離配置和網(wǎng)絡(luò)。在每個虛擬域內(nèi)部，可以使用基于角色的訪問系統(tǒng)來加強管理控制，從而進一步隔離和保護配置和策略。在將路由域/分區(qū)與 vCMP guest 結(jié)合后，F(xiàn)5 可以提高密度更高的多租戶虛擬化解決方案，可以擴展到數(shù)千個虛擬 ADC（vADC）實例。
●利用這種虛擬化 BIG-IP ADC 服務(wù)的功能，服務(wù)提供商和企業(yè)用戶可以根據(jù) BIG-IP 版本進行隔離，從而實現(xiàn)基于部門或項目的租用并得到性能保證，同時還能獲得管理單個整合應(yīng)用交付平臺以及提高利用率的優(yōu)勢。
?應(yīng)用擴展
●通過采用全激活方法添加 BIG-IP 資源從而提高容量。通過應(yīng)用擴展，您可以超越傳統(tǒng)設(shè)備對，避免成本高昂的閑置待機資源。應(yīng)用擴展通過兩種橫向擴展來達到此目的：一種是應(yīng)用服務(wù)集群化，側(cè)重于應(yīng)用的可擴展性和高可用性；一種是設(shè)備服務(wù)集群化，目的是高效地?zé)o縫擴展 BIG-IP 應(yīng)用交付服務(wù)。
●通過應(yīng)用服務(wù)集群化，可以為應(yīng)用層上多達八個設(shè)備的高可用性集群實現(xiàn)亞秒級故障轉(zhuǎn)移和全面的連接鏡像，從而實現(xiàn)可用性很高的多租戶部署。工作負(fù)載可在設(shè)備或虛擬實例集群中移動而不會中斷其它服務(wù)，并且可進行擴展，滿足業(yè)務(wù)需求。設(shè)備服務(wù)集群化可以同步全主動部署模型中的整個設(shè)備配置，從而在設(shè)備（最多 32 個主動節(jié)點）之間實現(xiàn)一致的策略部署和實施。這可以確保設(shè)備配置的一致化，從而簡化運營。
F5 TMOS 平臺
BIG-IP 裝置的核心是 F5 操作系統(tǒng) TMOS?，它提供了一個統(tǒng)一的系統(tǒng)以實現(xiàn)更佳應(yīng)用交付，使您可以完全地了解并靈活地控制所有服務(wù)。利用 TMOS，您可以智能地適應(yīng)多樣化且不斷演變的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)要求。
F5 SYN Check
F5 同時支持軟件SYN緩存和硬件SYN cookie方法防止大規(guī)模的SYN FLOOD DDoS攻擊。所有TMOS平臺上的軟件中都有緩解SYN FLOOD的功能。有些硬件平臺（5000、7000、10000和12000 系列裝置以及 VIPRION 刀片服務(wù)器）可利用嵌入式包加速（ePVA）現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）來極大地提高性能（在BIG-IP 10200v 裝置上可高達8000萬 SYN Cookie）。檢測到 SYN FLOOD 時，ePVA 會打開 SYN Check? 功能，防止無效的會話進入服務(wù)器或者耗盡 BIG-IP 設(shè)備資源。SYN Check 的獨特之處在于可以按虛擬 IP/應(yīng)用進行應(yīng)用，即如果某個應(yīng)用受到攻擊，其他應(yīng)用不受影響。F5 是可在 L4 和完全代理 L7 模式下實現(xiàn)基于硬件的 SYN cookie 的唯一 ADC。
下一代 ADC 裝置
隨著推出新的 BIG-IP 2000、4000、5000、7000、10000 和 12000系列裝置，F(xiàn)5 繼續(xù)在硬件開發(fā)上進行投入和創(chuàng)新，以確保即使要求更嚴(yán)格的Web應(yīng)用也能做到可用、安全和快速。在每秒應(yīng)用決策數(shù)、SSL處理以及每類 ADC 的硬件壓縮方面，新的BIG-IP硬件可提供業(yè)界領(lǐng)先的應(yīng)用性能。企業(yè)和服務(wù)提供商可以部署多項應(yīng)用交付服務(wù)，卸載SSL處理，以及在單個統(tǒng)一平臺上進行高效整合。此外，利用通過軟件許可證從基本裝置升級到該系列中容量更高的型號的功能，F(xiàn)5 提供隨需應(yīng)變的靈活性，與不斷變化的業(yè)務(wù)需求保持一致。
五、F5-BIG-LTM-I2600 技術(shù)參數(shù)
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規(guī)格 |
i2600 |
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智能流量處理 |
每秒 L7 請求數(shù)：350K 每秒 L4 連接數(shù)：125K 每秒 L4 HTTP 請求數(shù)：600K 最大 L4 并發(fā)連接數(shù)：14M 吞吐量：10 Gbps L4/L7 |
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硬件 SSL |
ECC：2.1K TPS（ECDSA P-256）
RSA：2.5K TPS（2K Keys）
5 Gbps批量加密* |
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FIPS SSL |
無 |
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硬件 DDoS 保護 |
無 |
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硬件壓縮 |
無 |
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軟件壓縮 |
3 Gbps |
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軟件架構(gòu) |
64 位 TMOS |
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可隨需升級 |
是 |
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處理器 |
英特爾雙核（共4個超線程邏輯處理器內(nèi)核） |
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內(nèi)存 |
16 GB DDR4 |
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硬盤 |
500 GB |
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千兆以太網(wǎng) CU 端口 |
無 |
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千兆光纖端口（SFP） |
4 個 |
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10 Gb 光纖端口（SFP+） |
2 個 SR 或 LR（單獨銷售）；可選 10G 銅直連 |
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40 Gb 光纖端口（QSFP+） |
無 |
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電源 |
標(biāo)配一個250w交流電源（電源可選附加白金，2x 650W DC PSU Option) |
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典型功耗 |
95W（單電源，110V 輸入）** |
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輸入電壓 |
100-240 VAC +/- 10% 自動切換，50/60 Hz |
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典型熱輸出 |
325 BTU/小時（單電源，110V 輸入）** |
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尺寸 |
1.72"（4.37 厘米）高 x 17.4"（44.2 厘米）寬 x 22.5"（57.15 厘米）深 1U 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機架安裝式機箱 |
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重量 |
20 磅（9.1 千克）（單電源） |
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操作溫度 |
32℉ 到 104℉（0℃ 到 40℃） |
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操作相對濕度 |
5% 到 85%，40℃ |
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安全機構(gòu)審批 |
UL 60950-1，第二版 CAN/CSA C22.2 No. 60950-1-07 EN 60950-1: 2006，第二版 IEC 60950-1: 2006，第二版 對所有 CD 國家/地區(qū)評估 |
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認(rèn)證/磁化率標(biāo)準(zhǔn) |
EN 300 386 V1.5.1 (2010-10) EN 55022:2006 + A1:2007 EN 61000-3-2:2006 EN 61000-3-3:1995 + A1:2000 + A2:2005 EN 55024: 2010 USA FCC Class A |
以下是F5負(fù)載均衡F5-BIG-LTM-I2600用作HTTP負(fù)載均衡器的主要功能: F5 BIG-IP LTM 的官方名稱叫做本地流量管理器,可以做4-7層負(fù)載均衡,具有負(fù)載均衡?應(yīng)用交換?會話交換?狀態(tài)監(jiān)控?智能網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換?通用持續(xù)性?響應(yīng)錯誤處理?IPv6網(wǎng)關(guān)?高級路由?智能端口鏡像?SSL加速?智能HTTP壓縮?TCP優(yōu)化?第7層速率整形?內(nèi)容緩沖?內(nèi)容轉(zhuǎn)換?連接加速?高速緩存?Cookie加密?選擇性內(nèi)容加密?應(yīng)用攻擊過濾?拒絕服務(wù)(DoS)攻擊和SYN Flood保護?防火墻—包過濾?包消毒等功能?
①?F5 BIG-IP提供12種靈活的算法將所有流量均衡的分配到各個服務(wù)器,而面對用戶,只是一臺虛擬服務(wù)器?
②?F5 BIG-IP可以確認(rèn)應(yīng)用程序能否對請求返回對應(yīng)的數(shù)據(jù)?假如F5 BIG-IP后面的某一臺服務(wù)器發(fā)生服務(wù)停止?死機等故障,F5會檢查出來并將該服務(wù)器標(biāo)識為宕機,從而不將用戶的訪問請求傳送到該臺發(fā)生故障的服務(wù)器上?這樣,只要其它的服務(wù)器正常,用戶的訪問就不會受到影響?宕機一旦修復(fù),F5 BIG-IP就會自動查證應(yīng)用已能對客戶請求作出正確響應(yīng)并恢復(fù)向該服務(wù)器傳送?
③?F5 BIG-IP具有動態(tài)Session的會話保持功能?
④?F5 BIG-IP的iRules功能可以做HTTP內(nèi)容過濾,根據(jù)不同的域名?URL,將訪問請求傳送到不同的服務(wù)器?
下面,結(jié)合實例,配置F5-BIG-LTM-I2600 v9.x負(fù)載均衡器:
①?如圖,假設(shè)域名blog.s135.com被解析到F5負(fù)載均衡器的外網(wǎng)/公網(wǎng)虛擬IP:61.1.1.3(vs_squid),該虛擬IP下有一個服務(wù)器池(pool_squid),該服務(wù)器池下包含兩臺真實的Squid服務(wù)器(192.168.1.11和192.168.1.12)
②?如果Squid緩存未命中,則會請求F5的內(nèi)網(wǎng)虛擬IP:192.168.1.3(vs_apache),該虛擬IP下有一個默認(rèn)服務(wù)器池(pool_apache_default),該服務(wù)器池下包含兩臺真實的Apache服務(wù)器(192.168.1.21和192.168.1.22),當(dāng)該虛擬IP匹配iRules規(guī)則時,則會訪問另外一個服務(wù)器池(pool_apache_irules),該服務(wù)器池下同樣包含兩臺真實的Apache服務(wù)器(192.168.1.23和192.168.1.24)
③?另外,所有真實服務(wù)器的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)指向F5負(fù)載均衡器的自身內(nèi)網(wǎng)IP,即192.168.1.2
④?所有的真實服務(wù)器通過SNAT IP地址61.1.1.4訪問互聯(lián)網(wǎng)
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