編者按:十年前,很少有人知道網絡負載均衡,十年後,網絡負載均衡已經成為網絡應用的重要設備,特別是大型網絡應用的核心設備。如今,負載均衡設備市場甚至並駕與基礎路由、交換設備市場。
負載均衡市場機會是如何被發現的,它是如何成長起來的?現在,我們通過專訪F5總裁John McAdam,來深入了解網絡負載均衡的發展內幕。
1996-1999年:發現商機:網絡負載均衡的起始階段
2000-2003年:網絡泡沫破裂的生存考驗 將重心鎖定企業
2003-2005年:網絡流量不斷升級 TMOS顯威力
2006-2008年,負載均衡升級:向應用交付發展
了解:負載均衡設備就在你身邊
你是否覺得負載均衡設備,跟你沒有關係呢?
其實,今天,每當你打一次手機,上主要門戶網站看一次新聞,進行一次網上銀行交易,你的訪問信息就會經過負載 均衡設備,它在後臺保證了巨量的網絡應用訪問。可見,它就在我們的身邊。
還是讓我們先解釋一下:何為負載均衡?
負載均衡,英文名稱為Load Balance,其意思就是將負載(工作任務)進行平衡、分攤到多個操作單元上進行執行,例如Web伺服器、FTP伺服器、企業關鍵應用伺服器和其它關鍵任務伺服器等,從而共同完成工作任務。
圖: F5總裁John McAdam
負載均衡建立在現有網絡結構之上,它提供了一種廉價有效透明的方法擴展網絡設備和伺服器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡數據處理能力、提高網絡的靈活性和可用性。
需要說明的是:負載均衡設備不是基礎網絡設備,而是一種性能優化設備。對於網絡應用而言,並不是一開始就需要負載均衡,當網絡應用的訪問量不斷增長,單個處理單元無法滿足負載需求時,網絡應用流量將要出現瓶頸時,負載均衡才會起到作用。
負載均衡有兩方面的含義:首先,單個重負載的運算分擔到多臺節點設備上做並行處理,每個節點設備處理結束後,將結果匯總,返回給用戶,系統處理能力得到大幅度提高,這就是我們常說的集群(clustering)技術。
第二層含義就是:大量的並發訪問或數據流量分擔到多臺節點設備上分別處理,減少用戶等待響應的時間,這主要針對Web伺服器、FTP伺服器、企業關鍵應用伺服器等網絡應用。
通常,負載均衡會根據網絡的不同層次(網絡七層)來劃分。其中,第二層的負載均衡指將多條物理鏈路當作一條單一的聚合邏輯鏈路使用,這就是鏈路聚合(Trunking)技術,它不是一種獨立的設備,而是交換機等網絡設備的常用技術。
現代負載均衡技術通常操作於網絡的第四層或第七層,這是針對網絡應用的負載均衡技術,它完全脫離於交換機、伺服器而成為獨立的技術設備。這也是我們現在要討論的對象。
近幾年來,四到七層網絡負載均衡首先在電信、移動、銀行、大型網站等單位進行了應用,因為其網絡流量瓶頸的現象最突出。這也就是為何我們每通一次電話,就會經過負載均衡設備的原因。另外,在很多企業,隨著企業關鍵網絡應用業務的發展,負載均衡的應用需求也越來越大了。
1996-1999年:發現商機:網絡負載均衡的起始階段
Foundry最早提出了四層網絡負載均衡的概念,當時的負載均衡技術主要實現四層的交換。因為Foundry是傳統的交換機設備廠商,它將此項技術集成在了自己的交換機設備裡。
1996年,由美國華盛頓大學的幾個學生創立了F5公司,一個新的網絡負載均衡企業誕生了。
據F5總裁John McAdam介紹:F5當時的幾位學生創業者,比較熱衷於虛擬實境,當時,他們在做這件事情的過程中就發現,負載均衡是一種很有用的技術。如果將這項技術應用在網絡上,就一定會有一個大的發展,所以他們就在1999年就創辦了這家公司。
F5為何會選擇網絡負載均衡作為創業點呢?John McAdam介紹到:Internet的規模每一百天就會增長一倍,網絡應用流量也越來越大。網絡的各個核心部分隨著業務量的提高、訪問量和數據流量的快速增長,其處理能力和計算強度也相應增大,使得單一設備根本無法承擔。在此情況下,如果扔掉現有設備去做大量的硬體升級,這樣將造成現有資源的浪費,而且如果再面臨下一次業務量的提升,這又將導致再一次硬體升級的高額成本投入,甚至性能再卓越的設備也不能滿足當前業務量的需求。
於是,網絡負載均衡機制應運而生,這是一個巨大的市場機會。F5當時的這幾個創業者就正好選擇了這個機會。
因為當時一部叫《龍捲風》的電影非常紅,而龍捲風的最高等級就是F5,這代表極限的意思。所以,F5網絡的創業者就把公司取名為「F5」,代表最高的極限追求。
F5第一個客戶是有名的Playboy(花花公子),雖然,在概念上,F5網絡負載均衡與「花花公子」一點關係都沒有,但Playboy的大名非常有利於F5的推廣銷售。1999年,F5成功上市。
2000-2003年:網絡泡沫破裂的生存考驗將重心鎖定企業
網絡負載均衡的機會在於網絡應用的擴張,網絡流量的增大,所以,它非常依賴於網絡的發展。然而,在2000年裡,當網際網路的泡沫破裂時,所有的網絡負載均衡廠商都面臨了生存的考驗。
在這個時期,剛創立不久的F5可謂是生不逢時,同樣受到了生存的考驗。於是,F5將業務重心從網際網路轉移到大企業方面,專門針對電信、銀行,以及聯邦政府等大企業的核心應用做網絡負載均衡。
與此同時,F5還開始與微軟、甲骨文、DELL等這樣大的廠商展開了合作,通過合作廠商,把網絡負載均衡解決方案賣到大型企業裡面去。例如,F5通過與DELL的合作,在2001年的時候,就把BIG-IP Blade Server(F5的早期負載均衡產品,集成在DELL設備裡)賣到了大型銀行機構中,這保證了F5生存下去。
你可能會發現這樣一個問題:F5僅僅是一家才幾年的新興網絡廠商,微軟、DELL等IT巨頭為何會跟F5合作呢?
F5總裁John McAdam解釋到:「F5當時開發了iControl技術,這是一種開放的應用程式接口,通過這種技術,可以控制和優化企業網絡,這是當時微軟、甲骨文等企業都做不到的,但又是一種非常有用的技術。」
在2002年裡,F5的發展非常緩慢,其營業額停滯不前,作為一家華爾街的上市公司,每個季度也就2700萬美金。正是在這個時候,F5投入250人年展開了新一代網絡負載均衡平臺TMOS的開發。
同期,其實,思科、北電等傳統網絡設備廠商也注意到了四層網絡負載均衡技術,於是,他們各自都收購了相應的負載均衡小廠商。但是,思科、北電在網絡負載均衡這塊市場,同樣遇到了像F5這樣廠商的網絡泡沫困難。
John McAdam強調到:「因為市場未打開,前景不明,所以思科未在這塊做更大的技術投入。但我們卻不斷的往裡面投入,所以,最後思科和F5的距離就這麼拉開了。」
2003-2005年:網絡流量不斷升級 TMOS顯威力
2003年非典爆發,這是一個災難,然而,卻是網際網路的發展機會。網上看新聞、網上定餐、電話問候等等,網絡應用快速發展起來。在全球市場上,眾多的企業也從網際網路的泡沫經濟中走出來,開始走向理性化的發展方向。在前面一輪的基礎設施建設的基礎上,開始更加重視增值業務/數據業務的建設工作。
此外,網際網路泡沫時代所引導的客戶經濟,也在這個時間開始體現出了真正的經濟效益,各種增值業務如網上銀行、電信運營商的簡訊增值業務,也在這個時期開始蓬勃發展,並產生出了巨大的經濟效益,接踵而至的就是各種各樣的網絡應用流量瓶頸問題開始凸顯,網路遊戲這個典型的網際網路經濟在這個時候也開始進入爆發式增長階段。此外,加上國內的電信、網通南北分拆,導致南北互通問題,這導致不少企業的網絡流量瓶頸問題更顯突出。
這種種問題,並不是單純升級傳統的路由、交換設備而能解決的。
而網絡負載均衡設備正好能解決這些問題。在這個時期,包括F5、Radware在內的網絡負載均衡設備廠商,都得到了快速的發展。對於F5來說,從2002年開始研發的TOMS平臺,於2004年正式投入市場。
F5總裁John McAdam表示:TMOS平臺是全套的網絡流量管理系統,它在一個統一的平臺上構建了包括BIG-IP、WANJet、Web Accelerator、FirePass、Trafficshield等系列產品。分別針對網絡訪問、數據中心同步訪問、遠程辦公、應用防火牆等多種為了提升關鍵業務訪問效率的解決方案。
例如,TOM在線部署了F5 3DNS負載均衡設備,從而有效地解決了南北互通的問題,保證了用戶訪問TOM網頁的速度,這對於保證TOM在線的SP增值業務快速發展,領先競爭對手,起到了至關重要的作用。
2006-2008年:負載均衡升級:向應用交付發展
從2006年開始,國內股市開始火爆起來,隨著上交所、深交所的股票交易量不斷創新高,證券交易的「堵單」現象越來越嚴重。
此外,企業電子商務的網絡應用越來越多,而彩信應用的推廣,對網絡帶寬也有了新的要求;此時,國內視頻網站開始紛紛出現,流媒體形成的巨大訪問量,需要提供更高的網絡流量處理能力,對於四層負載均衡交換機的壓力會更大。
在這種情況下,普通的負載均衡設備已經難以滿足網絡應用流量增長的需求。
此時,以應用為導向的方案越來越明顯了,綜合多種技術手段的需求越來越強。於是,F5進一步完善了TOMS平臺,並開始倡導 「應用交付、Advanced ADC」概念,這是網絡負載均衡概念的擴充。我們可以這樣形象地理解:基於網絡二層、三層的是路由交換,而基於網絡七層的則是「應用交換」,應用交付是完全基於網絡應用的系統解決方案,它將關鍵應用與基礎網絡設備關聯起來。
從下圖的Gartner市場報告中,我們可以看到,網絡負載均衡「L4-7 Load Balance」和應用交付「Advanced ADC」是兩個獨立的設備市場。
其中,網絡負載均衡「L4-7 Load Balance」指具有傳統的網絡負載均衡機制的設備;而「Advanced ADC」則是傳統的網絡負載均衡的升級、擴展,它是一種綜合的交付平臺設備,其綜合了負載平衡、TCP優化管理、連結管理、SSL VPN、壓縮優化、智能網絡地址轉換、高級路由、智能埠鏡像等各種技術手段的綜合平臺。
從此Gartner市場報告圖可見,綜合了多種交付手段的應用交付設備(包括有L4-7 Load Balance功能)將是未來的趨勢,而僅有L4-7 Load Balance功能的設備的市場將越來越小。
到現在為止,F5已經連續幾年位居Gartner的應用交付(ADC)神奇象限的領導地位。不過,最近兩年來,思科也越來越重視這個應用交付(網絡負載均衡)市場了,因為思科有強大的基礎網絡設備用戶群,再加上其銷售隊伍的龐大,這給F5帶來了較大的競爭壓力。
不過,正是因為更多廠商對應用交付(網絡負載均衡)的重視,這個市場才會更大,技術也更成熟。
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