IIS搭建负载均衡WebFarm+Arr

--- 本文所述仅针对IIS7.0或更高版本

--- 本文中提到的ServerFarm、WebFarm、web农场都是指WFF

一、IIS简介

IIS（ Internet Information Services），微软官方Windows平台上面web容器服务。支持http协议和ftp协议，类似于Linux上面的Apache。

IIS和Windows操作系统绑定在一起，安装了windows操作系统也就安装了iis；iis生态高度模块化，本身仅支持部署静态网站，安装相应的拓展程序和补丁包可以拓展iis提供的服务范畴。例如安装aspnet_regiis.exe，即可在IIS中部署asp.net应用程序。iis常用于部署基于DotNet平台和php开发的web程序。

二、负载均衡简介

负载均衡是一种web服务器部署架构，主要为了达到水平扩展服务器和解决服务器单点故障的问题。

三、IIS中负载均衡解决方案-WFF（WebFarmFramework）

1：web农场简介

WFF是IIS的一个拓展程序，是IIS中负载均衡的解决方案，能够帮助我们轻松实现Web网站的高性能、高可用性，用来在Web服务器群上提供和管理系统，从而使得集群的软件组件安装和配置成为可能，另外它还支持对ASP.NET应用的自动配置。可以通过配置来更新群里面的服务器。另外，也可以做反向代理服务器。

2：web农场提供的功能

内容同步：包括应用的同步和平台的同步。应用同步是指在集群内部同步应用程序部署包和配置文件等；平台同步是指在集群中同步web应用程序运行的环境和平台提供的支持组件，保证各个服务器中应用程序的运行环境是一致的。比如：.NET 4.0 Runtime、PHP、ASP.NET MVC等

     负载均衡。Web Farm内部有多个Web服务器，请求过来以后，会真正的被哪台服务器处理？这需要用到WFF的负载均衡策略。WFF 默认提供了几种策略，WeightedRoundRobin、ServerVariableHash（服务器变量）、QueryStringHash、RequestHash。根据这些策略，可以实现请求的分配

     监控和管理。WFF允许查看当前Web Farm内服务器的运行状况，包括：Web 服务器是否健康、接受了多少请求、每台服务器的总流量是多少。同时还能测试某台服务器是否处于运行状态。另外还允许我们暂时停用某台服务器，请求就不会路由到停用的服务器。

    缓存。对于部分变化不大的内容，可以采用缓存的方式。缓存有两种，内存缓存和磁盘缓存。缓存可以降低网络内部的流量，提高响应速度。严格来说，以上这些功能不是依靠WFF一个工具实现的，而是以WFF为中心的一系列工具实现的，其中包括：Microsoft Web Farm Framework (WFF) 、Web Deployment Tools（WDT）、URL Rewrite、Application Request Route（ARR）、External Cache等小工具。这些工具可以集成在Web Farm中配合工作，也可以单独安装使用。工具多了点儿，不过安装起来不算太麻烦，使用WPI（WebPlatformInstaller）安装WFF的时候会一并安装相关插件。

3：常见问题

        WFF依赖什么？

            IIS7.0或更高； Microsoft Web Platform Installer，Microsoft Web Deploy

        WFF是否必须使用ARR（application request routing）来实现负载均衡？

            不是的，WFF仅提供集群管理，负载均衡等工作，无法监听客户端请求。

4：搭建WFF

        1：WFF整体架构

            客户端请求由ControllerServer接收，接收之后会分发给web农场中的SecondaryServers。




            ControllerServer、SecondaryServer服务器需要有相同的体系结构， 如果主服务器是32位计算机，则每个辅助服务器也必须是32位计算机。如果主服务器是64位计算机，则辅助服务器也必须是64位。 ControllerServer、SecondaryServer服务器需要具有相同的操作系统和Service Pack

         2：防火墙设置

            为了使Web Farm Framework组件与服务器场中的服务器通信，必须允许以下程序和功能通过防火墙进行通信：

            * 核心网络

            * 远程管理

        3：安装相关IIS拓展

            * 安装方式一，单个组件安装（不推荐）

            * 安装方式二，使用WPI（WebPlatformInstaller）进行安装（推荐），此方式，会一并安装所需全部依赖插件

下载并安装WPI，地址 https://www.microsoft.com/web/downloads/platform.aspx安装成功之后有两种打开方式，通过Windows应用程序的快捷方式；重启IIS（或重启计算机之后）在IIS中有一个图标。

选择产品选项卡，然后选择服务器。

找到Web Farm Framework 2.0，然后单击“添加”。

点击安装。

        4：创建ServerFarm

            打开IIS管理器，然后在“ 连接”窗格中展开节点。右键单击“ 服务器场”，然后单击“ 创建服务器场”。将启动“ 创建服务器场”向导。


    输入web农场的名字。点击下一步，进行SecondaryServer服务器的配置，如下图。需要按照图中先后顺序配置服务器ip或者域名（ServerAddress可填写局域网ip地址，公网ip地址，域名），以及请求端口。注意，若输入ip之后直接点击“添加”，再去修改端口是无法保存成功的，端口任然是默认的80端口。另外SecondaryServer只可以添加和移除，无法修改，所以若添加服务器的时候端口填写错误了，只能先删除掉，再次重新添加。




    此时，172.18.6.81这个机器就已经添加进来了，配置的http端口为8001，我们点击“确定”。

    在添加完所有的机器之后，ServerFarm中的机器列表如下，至此WebFarm集群已经配置完成。

四、配置webFarm访问路由--ARR（ApplicationRequestRouting）。

    当前webFarm已经配置成功，多个机器已经组成了集群，但是现在客户端的请求还无法到达SecondaryServers，因为缺少请求的路由。 可以简单的理解为，WebFarm负责提供服务，ARR负责将流量引入到WebFarm。

1：ARR简介

        ARR是IIS 的一个插件，可以拦截所有访问IIS的http请求，并基于HttpHeader和ServerVariables对请求的下一步去处做出决定。

2：安装ARR

    *IIS插件的安装，推荐使用WPI

    在使用WPI安装ARR的过程中，会附带安装url重写模块（URLRewriteModule)（若当前IIS未安装url重写）。url重写模块也是IIS的一个插件，可以单独使用，例如用作http请求转发到https。这里是和ARR配合使用，作为ARR的一个核心模块。url重写模块识别客户端请求头信息或者是ARR提供的服务器变量，结合通配符和正则表达式将请求按照一定的规则分发到WebFarm。

五：为站点配置负载均衡

1：准备三台机器

5.1.1、172.18.8.88：作为ControllerServer，并在此机器上面安装WFF和ARR。在IIS中新建一个站点Leading。




站点部署包：

此站点为一个静态网站，部署包中仅一个html文件，

设置此站点的应用程序池

        *.NET_CLR版本为：无托管代码。创建leading的目的是分发访问此站点的流量，此站点并不提供服务，所以无需程序安装包，也无需启用任何的isapi扩展。




        *回收-固定时间间隔：设置为0。即永远不会回收。此项设置是为了让leading时刻保持活跃状态，一直稳定的运行。鉴于此站点是一个静态站点，个人觉得没有必要对此处的默认设置做更改，但是官方网站是这样建议的。官网说明： https://docs.microsoft.com/zh-cn/iis/extensions/installing-application-request-routing-arr/install-application-request-routing

        *进程模型-闲置超时：设置为0.即永远不闲置。目的：同上。

尝试访问leading

5.1.2、172.18.6.81：作为SecondaryServer，此机器上面不需要安装WFF和ARR。在IIS中新建一个站点SecondaryServer81。此站点部署包为一个ASP.NET MVC开发的网站。

站点部署包为：


部署包的根目录有一个check.txt的文件，里面的内容为：

此站点应用程序池按照常规ASP.NET MVC站点设置。尝试访问此站点。

网站可以正常打开，并且172.18.8.88机器也可以访问到此网站的内容。注意到首页顶部有一个标识，指代此网站是部署在172.18.6.81这台机器上面。

5.1.2、172.18.3.249：作为SecondaryServer，此机器上面不需要安装WFF和ARR。在IIS中新建一个站点SecondaryServer249。此站点部署包为一个ASP.NET MVC开发的网站。

部署包和172.18.6.81上面的一样，只不过首页顶部的标识改成了172.18.3.249。尝试访问：

5.2、为两个SecondaryServer网站配置session服务器。

    5.2.1：为什么要做这一步

        在负载均衡的环境中，用户的请求会分流到不同的服务器，session信息需要集中存储，避免回话丢失需要用户重新登录的问题。若站点不是使用sessin来保存用户会话，可以跳过此步骤。

    5.2.2：设置session服务器

        在172.18.8.88机器（也可以是另外的其他机器）上面开启Asp.NetStateServicee，这是一个windows服务，随DotNetFramework一起安装的。此服务的功能就是管理sessin会话。

    Asp.NetStateServicee此服务默认工作端口是42424，若开启了防火墙，需要配置此端口的出站规则，若未开启防火墙，不予理会。

    要让其他机器可以访问到172.18.8.88上面的Asp.NetStateServicee服务，还需要修改注册表来提供相应的支持。

打开注册表：HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\aspnet_state\Parameters

AllowRemoteConnection需要设置为1

Port可以根据需要自行修改，这里保持默认。

5.2.3：修改两个SecondaryServer站点的配置文件，配置session服务器地址。

5.2.4：需要注意的地方

    修改两个SecondaryServer服务器IIS中站点的编号，他们的编号必须一致。状态服务器是使用IIS中的站点编号和Cookie中的SessionId来确定session请求的唯一性。若SecondaryServer站点的IIS编号不一致会出现会话状态丢失的问题。如下图，箭头指向的“22”就是IIS网站编号，是IIS为每一个网站分配的一个唯一id。

5.3、在172.18.8.88上面配置流量分发规则

5.3.1：设置url重写规则，所有访问172.18.8.88的请求都转发到WebFarm中。

打开IIS，在左边连接窗格中，选中根目录，点击右边的url重写。

点击右边的添加规则

在入站规则中选中空白规则

进入到“编辑入站规则”

名称我们设置为：ARR_TestArr_loadbalance

匹配URL--->请求的URL：下拉框选中“与模式匹配”

匹配URL--->使用：下拉框选中“正则表达式”

匹配URL--->模式：填写“.*”

注意：一定要清楚【匹配URL--->模式】是匹配URL中的哪一部分，假设当前请求的URL地址为https://shiyousan.com/Home/Index?page=1，那么规则模式匹配的部分就是Home/Index，一定要注意匹配URL的只是路径部分，不包含主机域名部分，也不包含查询字符串。

匹配URL-→忽略大小写：勾选中

条件：当前不做任何修改

服务器变量：不做任何修改

操作--->操作类型：下拉框选中“路由到服务器场”

操作--->操作属性：当选中了“路由到服务器场”之后，操作属性会自动填写，不用任何修改。

操作-→停止处理后续规则：不要勾选。入站规则可以有很多条，若勾选中“停止处理后续规则”，则规则列表中位于此规则下面的规则将不会起作用。

点击右上角的“应用”

此时，入站规则已经设置完毕

尝试访问http://172.18.8.88

通过首页顶部的标识，我们知道此次请求已经分发到了172.18.3.249.

配置WebFarm的时候，负载均衡算法默认的是权重轮询，当再次刷新后，首页标识变成了172.18.3.81。

5.3.2：过滤静态文件，静态文件不做分发

网站所有的商品图片都存放在阿里云nas中，nas是挂在在ControllerServer上面，当用户访问商品图片的时候，该请求不应该分发到SecondaryServer上面。为了实现此要求，在5.3.1的基础上，编辑入站规则的条件。

{URL}：为前文提到的服务器变量，简单来说，服务器变量（ServerVariables）就是IIS内置的一些变量，这些变量由用户请求产生，提供有关服务器，与客户端的连接以及该连接上的当前请求的信息。变量中的值就是用户http请求头和请求URI的相关信息。此处{URL}服务器变量是指用户请求中的路径部分，不包含域名、端口和查询字符串。

与模式匹配：模式即规则，也就是说{URL}中的值要能够满足正则表达式的规则。

模式（^/Photos/*）：这是一个正则表达式，匹配从“/Photos”开头，后面跟任意字符。

其他静态文件的过滤思路与此一致。常见的服务器变量有：

https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/iis/6.0-sdk/ms524602(v=vs.90)?redirectedfrom=MSDN

根据IIS提供的服务器变量，可以编写非常复杂的入站条件和入站规则以应对不同的业务场景。

参考：

博客园教程： https://www.cnblogs.com/Leo_wl/p/5104006.html

微软官方文档-IIS7的WFF概述： https://docs.microsoft.com/en-us/iis/web-hosting/microsoft-web-farm-framework-20-for-iis-7/overview-of-the-web-farm-framework-20-for-iis

微软官方文档-ASP.NET4企业应用部署简介： https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/web-forms/overview/deployment/deploying-web-applications-in-enterprise-scenarios/

微软官方文档-方案：使用IIS服务器构建Web农场： https://docs.microsoft.com/en-us/iis/web-hosting/scenario-build-a-web-farm-with-iis-servers/overview-build-a-web-farm-with-iis-servers

微软官方文档-应用程序请求路由（ARR）概述： https://docs.microsoft.com/en-us/iis/extensions/planning-for-arr/application-request-routing-version-2-overview

微软官方文档-定义和配置应用程序请求路由到Web农场： https://docs.microsoft.com/en-us/iis/extensions/configuring-application-request-routing-arr/define-and-configure-an-application-request-routing-server-farm