基于WebLogic的集群Web服务器的实现

关键词 负载均衡；集群；可伸缩性；可用性

互联网的出现使信息访问产生了质的飞跃，但随之而来的是Web流量的激增（高并发访问），由于涉及信息量十分庞大，用户访问的频率也高，许多基于Web的大型公共信息系统（如电子图书馆、BBS、搜索引擎和远程教育等）需要在实时性和吞吐量方面都具有较高性能的Web服务器支持。一些热门的Web站点由于负荷过重而变的反应迟缓。如何提高Web服务器的性能和效率成为一个亟待解决的问题。

实际上，服务器的处理能力和I/O已经成为提高Web服务的瓶颈。如果客户的增多导致通信量超出了服务器能承受的范围，那么其结果必然是服务质量下降。显然单台服务器有限的性能不可能解决这个问题，一台普通服务器的处理能力只能达到每秒几万个到几十万个请求，无法在一秒内处理上百万个甚至高扩展型集群，即负载均衡集群技术，就是带均衡策略（算法）的服务器集群。负载均衡集群在多节点之间按照一定的策略（算法）分发网络或计算处理负载。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法来扩展服务器带宽，增加吞吐量，提高数据处理能力，同时又可以避免单点故障。

以Web访问为例，后台的多个Web服务器上面有相同的Web内容，Internet客户端的访问请求首先进入一台服务器，由它根据负载均衡策略（算法）合理地分配给某个服务器。

WebLogic支持集群技术，即让一组Server指向同一域名一起工作从而提供一个更强大、更可靠的应用平台。对于客户端而言，无论Cluster中有几个Server在工作，看上去都是一个。集群技术有两个最明显的特色：

(1)可伸缩性：Cluster对加入其中的Server在性能上没有限制（如普通的PC机），为了提高性能，当客户端的请求大幅增加时，可以动态地向Cluster中添加Server。并且，配置Cluster当一台机器的资源没有被完全利用时，可以在同一机器上启动多个Server，但要求每一个Server使用不同的IP，而不能用同一IP的不同端口。

(2)高可用性：由于在Cluster中同一service在多个Server上同时存放或放在一个共享文件系统中，因此相同的请求可以有多个Server提供，并且Server间还可以复制状态信息。这样，当其中某一Server宕机或无法响应请求时，其它的Server会立即接管它的任务，从而把应用和客户端完全隔离开来。

每一个Clustered service,在每一个server上都会有一个instance，即一个replica，这些replicas集合在一起形成一个replica-aware stub。这些stubs负责客户端与相关的服务器段对象的通信，当客户端请求该service时，实际上是向stub发出请求，stub根据不同的算法调用集合中某一replica，如果调用失败，stub会检测到错误并重新调用其它的replica。Cluster支持多种算法：随机、轮循、基于性能的负载均衡的轮循(Weight-based round-robin)、根据参数值调用(Parameter-based routing)。

WebLogic Cluster通过负载均衡和容错最大程度的实现了它的可伸缩性和可用性。 为了提高Cluster的可伸缩性，必须保证充分利用每一个Server。WebLogic可以在不同平台、不同性能的机器上安装Server并进行Cluster,然后采用Weight-based round-robin算法达到负载均衡，从而使每一个Server都得到充分的利用。

为了使Cluster具有高可用性，必须具备故障恢复的能力，这一点可以通过replica-aware stub的容错功能来实现。Stub 主要是通过在检测到错误信息时重新进行调用的方式实现容错。当重新调用不会导致错误的结果时(如stub确认failed server不能接收到请求)，容错功能自动实现。而有些情况下，重新调用可能会导致某一service被请求了多次的错误结果。例如：客户端C请求Clustered购物车服务中的additem()方法，replica-aware stub接收到请求，根据算法调用Server1上的service,Server1响应请求并返回结果，但在结果成功到达客户端之前，Server1出现错误。此时stub接收到错误信息，因此重新调用Server2上的这一方法，但实际上Server1已经将item加入购物车，这样就造成重复。为了解决这种问题，可以为服务添加一个唯一标识，如上述的additem()方法中可添加一个参数——序列号。每一个item有一个唯一的sequence,相同sequence的item不能被重复添加。

Domain是WebLogic Server实例的基本管理单元。所谓Domain就是，由配置为Administrator Server的WebLogic Server实例管理的逻辑单元，这个单元是有所有相关资源的集合。

Server是一个相对独立的，为实现某些特定功能而结合在一起的单元。

一个Domain 可以包含一个或多个WebLogic Server实例，甚至是Server集群。一个Domain中有一个且只能有一个Server 担任管理Server的功能，其它的Server具体实现一个特定的逻辑功能。

在此，操作系统平台使用Windows 2000，软件使用Bea WebLogic Server 8.1 SP2，程序基于J2EE架构，有以下两种方案：

a．单层混合型的集群架构（Cluster）

这种架构将所有的Web应用以及相关的服务应用全部置于集群中的单一WLS实例中，这种架构的优势在于：　　

易于管理；

灵活的负载平衡机制；

更强的安全控制；

b．多层结构的集群架构（Cluster）

这种架构使用两个WLS集群，一个放置表静态内容和集群Servlet，另一个放置集群EJB。一般应用于下面这些情况：

　　(1)在负载平衡机制需要调用集群EJB中的方法时；

　　(2)在提供内容与提供对象的服务之间需要更大的机动性时；

　　(3)在需要更高的系统稳定性时；

集群中的所有Server必须位于同一网段，并且必须是IP广播(UDP)可到达的。

集群中的所有Server必须使用相同的版本,包括Service Pack。

集群中的Server必须使用永久的静态IP地址。动态IP地址分配不能用于集群环境。如果服务器位于防火墙后面，而客户机位于防火墙外面，那么服务器必须有公共的静态IP地址，只有这样，客户端才能访问服务器。