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[经验分享] Windows Azure Application Gateway 应用程序网关

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kernelsky

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发表于 2018-6-15 13:59:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本文主要介绍Windows Azure 应用程序网关三种主要功能介绍：Http负载平衡、基于cookie会话连接、SSL卸载
DSC0000.png

　　Azure应用程序网关（Azure Application Gateway）

　　基础环境准备，在虚拟网络中为应用程序网关创建一个子网，在本文中使用AppGateway-1子网。

DSC0001.png


New-AzureApplicationGateway-Name WinAppGW -VnetName AppGatewayVnet -Subnets AppGateway-1
　　#新建应用程序网关，命名为WinAppGW ，放置在虚拟网络AppGatewayVnet 子网AppGateway-1内
　　#此时不会开始计收网关的费用。计费将在后面已成功启动网关时开始
DSC0002.png


Get-AzureApplicationGateway
　　#获取网关的详细信息
DSC0003.png


Start-AzureApplicationGateway-Name WinAppGW
　　#尝试启动网关，提示“由于没有进行任何配置，无法启动”
DSC0004.png


　　既然这样，我们先配置“Http负载平衡”的功能。

　　【Part.1】HTTP load balancing（Http负载平衡）
　　1.  对比Azure负载平衡器 VS Azure应用程序网关
　　Azure Load Balancer，工作在传输层工作，TCP/UDP，提供4层负载均衡
　　Azure Application Gateway 提供Http流量的路由规则，进一步对7层的http流量进行负载均衡
DSC0005.png


　　2.Application Gateway 通过配置，可以将Http流量路由至虚拟机、云服务、web app、外部IP。

　　3.实验过程：
　　使用两台虚拟机作为后端web服务器集群:winappgatevm-1(10.0.0.4)和winappgatevm-2(10.0.1.4)
DSC0006.png



拓扑：
DSC0007.png

　　管理配置应用程序网关需要使用xml文件，使用如下xml文件，配置80端口的负载平衡：

<?xmlversion="1.0" encoding="utf-8"?>
<ApplicationGatewayConfigurationxmlns:i="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns="http://schemas.microsoft.com/windowsazure">

　　<!--FrontendPorts用来定义应用程序网关上的公网端口，我们要测试http负载均衡，所以定义FrontendPort1为80端口-->
<FrontendPorts>
        <FrontendPort>
           <Name>FrontendPort1</Name>
            <Port>80</Port>
        </FrontendPort>
    </FrontendPorts>

　　<!--BackendAddressPools用来定义后端web服务器集群的地址群，我们定义了BackendPool1，它包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM-->
    <BackendAddressPools>
        <BackendAddressPool>
           <Name>BackendPool1</Name>
            <IPAddresses>
               <IPAddress>10.0.0.4</IPAddress>
               <IPAddress>10.0.1.4</IPAddress>
            </IPAddresses>
        </BackendAddressPool>
    </BackendAddressPools>

　　<!--BackendHttpSettingsList用来定义端口、协议、cookie-basedaffinity，此处我们定义了BackendSetting1，它包含了web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity（如果启用Cookie Based Session Affinity，我的PC将会连续访问同一台后端的web服务器，将无法看出负载平衡的效果，所以暂时禁用）-->
    <BackendHttpSettingsList>
        <BackendHttpSettings>
           <Name>BackendSetting1</Name>
            <Port>80</Port>
           <Protocol>Http</Protocol>
           <CookieBasedAffinity>Disabled</CookieBasedAffinity>
        </BackendHttpSettings>
    </BackendHttpSettingsList>

　　<!--HttpListeners用来定义监听器，它起到监听应用程序网关公网端口的作用，用来响应公网用户的请求，此处我们定义了HTTPListener1，监听FrontendPort1（80），使用Http协议-->
    <HttpListeners>
        <HttpListener>
           <Name>HTTPListener1</Name>
           <FrontendPort>FrontendPort1</FrontendPort>
           <Protocol>Http</Protocol>
        </HttpListener>
    </HttpListeners>

　　<!--HttpLoadBalancingRules用来定义负载均衡规则，此处我们定义一个规则名为HttpLBRule1，它使用basic规则（轮询的负载分配机制），绑定BackendSetting1（web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity），绑定HTTPListener1（监听FrontendPort1（80），使用Http协议），绑定BackendPool1（包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM），所以HttpLoadBalancingRules可以说是所有信息的汇总-->
    <HttpLoadBalancingRules>
        <HttpLoadBalancingRule>
           <Name>HttpLBRule1</Name>
            <Type>basic</Type>
           <BackendHttpSettings>BackendSetting1</BackendHttpSettings>
           <Listener>HTTPListener1</Listener>
           <BackendAddressPool>BackendPool1</BackendAddressPool>
        </HttpLoadBalancingRule>
    </HttpLoadBalancingRules>
</ApplicationGatewayConfiguration>

　　#通过Azure Powershell，使用如下命令上传xml文件到应用程序网关完成配置
Set-AzureApplicationGatewayConfig-Name WinAppGW -ConfigFile D:\web-80app.xml
　　#对应参数是应用程序网关的名字、xml文件的路径
DSC0008.png


　　#网关设置好了之后，通过以下命令启动网关
　　Start-AzureApplicationGateway-Name WinAppGW
DSC0009.png

　　#获取网关详细信息，网关的公网IP已经生成：139.217.27.22
　　Get-AzureApplicationGateway-Name WinAppGW
DSC00010.png

　　我之前在winappgatevm-1（10.0.0.4）和winappgatevm-2（10.0.1.4）上分别配置了两个简单的网站，随着刷新页面，我们发现轮询的负载均衡已经生效。
DSC00011.png


DSC00012.png


　　【Part.2】Cookie Based Session Affinity （基于cookie会话连接）
　　1.应用场景：某些应用需要相同用户需要连接到不变的后台虚拟机，例如购物车应用、网页邮件服务器，基于cookie会话连接功能，可以使同一个的客户端session请求route 到相同的后端服务器，实现此类需求。

　　2.实验过程：
拓扑：
DSC00013.png
　　为了测试基于cookie会话连接，我们使用如下xml文件：

　　xml文件参考如下
<?xmlversion="1.0" encoding="utf-8"?>
<ApplicationGatewayConfigurationxmlns:i="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns="http://schemas.microsoft.com/windowsazure">

　　<!--FrontendPorts用来定义应用程序网关上的公网端口，我们要测试http负载均衡+CookieBased Session Affinity ，所以定义FrontendPort1为80端口-->
<FrontendPorts>
        <FrontendPort>
           <Name>FrontendPort1</Name>
            <Port>80</Port>
        </FrontendPort>
    </FrontendPorts>

　　<!--BackendAddressPools用来定义后端web服务器集群的地址群，我们定义了BackendPool1，它包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM-->
    <BackendAddressPools>
        <BackendAddressPool>
           <Name>BackendPool1</Name>
            <IPAddresses>
               <IPAddress>10.0.0.4</IPAddress>
               <IPAddress>10.0.1.4</IPAddress>
            </IPAddresses>
        </BackendAddressPool>
    </BackendAddressPools>

　　<!--BackendHttpSettingsList用来定义端口、协议、cookie-basedaffinity，此处我们定义了BackendSetting1，它包含了web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity（如果启用Cookie Based Session Affinity，我的PC将会连续访问同一台后端的web服务器，将无法看出负载平衡的效果，所以暂时禁用）-->
    <BackendHttpSettingsList>
        <BackendHttpSettings>
           <Name>BackendSetting1</Name>
            <Port>80</Port>
           <Protocol>Http</Protocol>
           <CookieBasedAffinity>Enabled</CookieBasedAffinity>
        </BackendHttpSettings>
    </BackendHttpSettingsList>

　　<!--HttpListeners用来定义监听器，它起到监听应用程序网关公网端口的作用，用来响应公网用户的请求，此处我们定义了HTTPListener1，监听FrontendPort1（80），使用Http协议-->
    <HttpListeners>
        <HttpListener>
           <Name>HTTPListener1</Name>
           <FrontendPort>FrontendPort1</FrontendPort>
           <Protocol>Http</Protocol>
        </HttpListener>
    </HttpListeners>

　　<!--HttpLoadBalancingRules用来定义负载均衡规则，此处我们定义一个规则名为HttpLBRule1，它使用basic规则（轮询的负载分配机制），绑定BackendSetting1（web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity），绑定HTTPListener1（监听FrontendPort1（80），使用Http协议），绑定BackendPool1（包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM），所以HttpLoadBalancingRules可以说是所有信息的汇总-->
    <HttpLoadBalancingRules>
        <HttpLoadBalancingRule>
           <Name>HttpLBRule1</Name>
            <Type>basic</Type>
           <BackendHttpSettings>BackendSetting1</BackendHttpSettings>
           <Listener>HTTPListener1</Listener>
           <BackendAddressPool>BackendPool1</BackendAddressPool>
        </HttpLoadBalancingRule>
    </HttpLoadBalancingRules>
</ApplicationGatewayConfiguration>

　　按照Part.1中Azure Powershell命令上传配置，我们发现我的PC可以访问139.217.27.22
　　抓取访问139.217.27.22的数据包，返现服务器在三次握手后首次返回的http报文中带有Set-cookie的内容如下ARRAffinity=b2b030bd049b3ae07c0c65419246492734f60ad3ec994bb9cb6414062dc14199\r\n
DSC00014.png


　　紧接着我再次访问139.217.27.22时，我的http请求中带着之前服务器给我返回的cookie，致使我不断的刷新也只会访问首次访问的服务器。Cookie依旧是 ARRAffinity=b2b030bd049b3ae07c0c65419246492734f60ad3ec994bb9cb6414062dc14199\r\n
DSC00015.png


　　【Part.3】SSL Offload（SSL卸载）
　　Application Gateway起到了SSL加解密的作用，客户端跟App Gateway之间SSL Session 交互，不需要跟后台的所有的web 服务器分别建立SSLsession，所有的SSL行为和SSL证书统一在App Gateway 设备上统一管理维护，相当于为后端VM卸载掉SSL加密的任务量，释放了后端VM的消耗在SSL加密上的资源。
　　首先你需要有一张CA颁发的服务器端的*.pfx证书，关于制作证书，不在此赘述。
　　拓扑：
DSC00016.png

#上传证书到应用程序网关
Add-AzureApplicationGatewaySslCertificate  -Name WinAppGW -CertificateName GWCert-Password qwer1234! -CertificateFile D:\httpscert.pfx
　　#需要分别指定网关名称、证书名称、密码、证书路径
DSC00017.png


　　接下来我们需要配置xml文件，参考如下：

<?xmlversion="1.0" encoding="utf-8"?>
<ApplicationGatewayConfigurationxmlns:i="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns="http://schemas.microsoft.com/windowsazure">
   <FrontendIPConfigurations />

　　<!--FrontendPorts用来定义应用程序网关上的公网端口，我们要测试SSLOffload，所以定义FrontendPort1为443端口-->
    <FrontendPorts>
        <FrontendPort>
           <Name>FrontendPort1</Name>
            <Port>443</Port>
        </FrontendPort>
    </FrontendPorts>

　　<!--BackendAddressPools用来定义后端web服务器集群的地址群，我们定义了BackendPool1，它包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM-->
    <BackendAddressPools>
        <BackendAddressPool>
           <Name>BackendPool1</Name>
            <IPAddresses>
               <IPAddress>10.0.0.4</IPAddress>
               <IPAddress>10.0.1.4</IPAddress>
            </IPAddresses>
        </BackendAddressPool>
    </BackendAddressPools>

　　<!--BackendHttpSettingsList用来定义端口、协议、cookie-basedaffinity，此处我们定义了BackendSetting1，它包含了web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity-->
    <BackendHttpSettingsList>
        <BackendHttpSettings>
           <Name>BackendSetting1</Name>
            <Port>80</Port>
           <Protocol>Http</Protocol>
           <CookieBasedAffinity>Disabled</CookieBasedAffinity>
        </BackendHttpSettings>
    </BackendHttpSettingsList>

　　<!--HttpListeners用来定义监听器，它起到监听应用程序网关公网端口的作用，用来响应公网用户的请求，此处我们定义了HTTPListener1，监听FrontendPort1（443），使用Https协议、证书名字是GWCert-->
    <HttpListeners>
        <HttpListener>
           <Name>HTTPListener1</Name>
           <FrontendPort>FrontendPort1</FrontendPort>
           <Protocol>Https</Protocol>
           <SslCert>GWCert</SslCert>
        </HttpListener>
    </HttpListeners>

　　<!--HttpLoadBalancingRules用来定义负载均衡规则，此处我们定义一个规则名为HttpLBRule1，它使用basic规则（轮询的负载分配机制），绑定BackendSetting1（web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity），绑定HTTPListener1（监听FrontendPort1（443），使用Https协议、证书名字是GWCert），绑定BackendPool1（包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM），所以HttpLoadBalancingRules可以说是所有信息的汇总，让我们完成SSLOffload+负载均衡-->
    <HttpLoadBalancingRules>
        <HttpLoadBalancingRule>
           <Name>HttpLBRule1</Name>
            <Type>basic</Type>
           <BackendHttpSettings>BackendSetting1</BackendHttpSettings>
           <Listener>HTTPListener1</Listener>
           <BackendAddressPool>BackendPool1</BackendAddressPool>
        </HttpLoadBalancingRule>
    </HttpLoadBalancingRules>
</ApplicationGatewayConfiguration>

　　#通过修改好的xml配置应用程序网关，使我们的证书生效
Set-AzureApplicationGatewayConfig-Name WinAppGW -ConfigFile D:\ssloffloadhttplb.xml
DSC00018.png


　　访问 https://139.217.27.22/ ，已经可以访问，并且可以负载均衡。证书为自己手工制作的自签名证书，此处不受信可以也不影响https的测试访问。
DSC00019.png


DSC00020.png


　　【Part.4】细节强化
　　1. 网关大小：Small, Medium and Large
　　其中Small仅仅用于测试。

　　2.限制
　　Global：一个订阅50个应用程序网关，每个应用程序网关最多10个实例（此处实例是指后端的虚拟机个数）。
　　China：一个订阅10个应用程序网关

修改网关大小和后端实例实数参考：
Update-AzureApplicationGateway-Name "WinAppGW" -InstanceCount 5 -GatewaySize "Large"-Description "Updated application gateway"
DSC00021.png


　　3.监测
　　应用程序网关每隔30秒发出probe报文来监视监控后端服务器的健康情况，返回code为200-399确认http服务正常。如果发现某个后台服务器不能及时响应导致probe失败之后，此台后台的VM会从健康实例池中移除，直到其能及时响应probe探测为止。

　　4.同时使 http 80负载平衡、https443负载平衡生效的xml参考配置：

<?xmlversion="1.0" encoding="utf-8"?>
<ApplicationGatewayConfigurationxmlns:i="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns="http://schemas.microsoft.com/windowsazure">

　　<!--FrontendPorts用来定义应用程序网关上的公网端口，我们定义了http的80端口、https的443端口-->
    <FrontendPorts>
        <FrontendPort>
           <Name>FrontendPort1</Name>
            <Port>80</Port>
        </FrontendPort>
        <FrontendPort>
           <Name>FrontendPort2</Name>
            <Port>443</Port>
        </FrontendPort>
    </FrontendPorts>

　　<!--BackendAddressPools用来定义后端web服务器集群的地址群，我们定义了BackendPool1，它包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM-->
    <BackendAddressPools>
        <BackendAddressPool>
           <Name>BackendPool1</Name>
            <IPAddresses>
               <IPAddress>10.0.0.4</IPAddress>
               <IPAddress>10.0.1.4</IPAddress>
            </IPAddresses>
        </BackendAddressPool>
    </BackendAddressPools>

　　<!--BackendHttpSettingsList用来定义端口、协议、cookie-basedaffinity，此处我们定义了BackendSetting1，它包含了web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity-->
    <BackendHttpSettingsList>
        <BackendHttpSettings>
           <Name>BackendSetting1</Name>
            <Port>80</Port>
           <Protocol>Http</Protocol>
           <CookieBasedAffinity>Disabled</CookieBasedAffinity>
        </BackendHttpSettings>
    </BackendHttpSettingsList>

　　<!--HttpListeners用来定义监听器，它起到监听应用程序网关公网端口的作用，用来响应公网用户的请求，此处我们定义了HTTPListener1，监听FrontendPort1（80），使用Http协议；HTTPListener1、监听FrontendPort2（443），使用Https协议,证书名字是GWCert-->
    <HttpListeners>
        <HttpListener>
           <Name>HTTPListener1</Name>
           <FrontendPort>FrontendPort1</FrontendPort>
           <Protocol>Http</Protocol>
        </HttpListener>
        <HttpListener>
           <Name>HTTPListener2</Name>
           <FrontendPort>FrontendPort2</FrontendPort>
           <Protocol>Https</Protocol>
           <SslCert>GWCert</SslCert>
        </HttpListener>
    </HttpListeners>

　　<!--HttpLoadBalancingRules用来定义负载均衡规则，此处我们定义一个规则名为HttpLBRule1，它使用basic规则（轮询的负载分配机制），绑定BackendSetting1（web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity），绑定HTTPListener1（监听FrontendPort1（80），使用Http协议），绑定BackendPool1（包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM）;定义一个规则名为HttpLBRule2，它使用basic规则（轮询的负载分配机制），绑定BackendSetting1（web服务器80端口、使用http协议、禁用cookie-basedaffinity），绑定HTTPListener2（监听FrontendPort1（443），使用Https协议、证书名字是GWCert），绑定BackendPool1（包含10.0.0.4和10.0.1.4两个AzureVM）. 所以HttpLoadBalancingRules可以说是所有信息的汇总，这两个规则可以完成 http 80网站负载均衡+SSLOffload负载均衡-->
    <HttpLoadBalancingRules>
       <HttpLoadBalancingRule>
           <Name>HttpLBRule1</Name>
            <Type>basic</Type>
           <BackendHttpSettings>BackendSetting1</BackendHttpSettings>
           <Listener>HTTPListener1</Listener>
           <BackendAddressPool>BackendPool1</BackendAddressPool>
        </HttpLoadBalancingRule>
        <HttpLoadBalancingRule>
           <Name>HttpLBRule2</Name>
            <Type>basic</Type>
           <BackendHttpSettings>BackendSetting1</BackendHttpSettings>
           <Listener>HTTPListener2</Listener>
           <BackendAddressPool>BackendPool1</BackendAddressPool>
        </HttpLoadBalancingRule>
    </HttpLoadBalancingRules>
</ApplicationGatewayConfiguration>

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