基于C#自動生成PAC腳本實現代理服務器的負載均衡與冗余

林楠

摘 ?要：IPv4地址資源不足，共享IP一般采用NAT、代理、反向代理等方式，在客戶端數量較多的情況下，一般要考慮負載均衡與冗余的情況。文章介紹一種通過定期輪詢動態生成PAC腳本，從而達到數臺代理服務器的負載均衡與冗余的程序設計，具有低成本、操作簡單的特點。

關鍵詞：CSharp;PAC腳本;代理服務器;負載均衡;冗余

中圖分類號：TP393.06 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）06-0070-02

目前，IPv4的地址資源嚴重告急，在日常工作生活中，家庭或企業一般只能通過一個或幾個互聯網IP地址進行接入，其內部網絡如需同時訪問互聯網，一般使用路由器的NAT（Network Address Translation網絡地址轉換）功能或代理服務器來實現私網對互聯網的訪問。但是當內部網絡計算機數量過多時，NAT會極大的影響整臺路由器的性能，單代理服務器也會因負載過大而經常宕機。此時，我們一般采用以下幾種方式來解決這個問題：

①使用防火墻的NAT功能來替代路由器的NAT功能，防火墻的NAT功能是由硬件實現，性能遠超路由器，可以支持大數量級的NAT。

②使用多臺代理服務器實現負載均衡。將用戶請求隨機發送到不同的代理服務器，以實現負載均衡。

基于成本等因素考慮，我們選擇方案2，通過部署多臺代理服務器，并在客戶端使用自動代理PAC腳本來實現代理服務器的負載均衡。

1 ?PAC腳本應用

自動代理腳本（Proxy auto-config Script），簡稱PAC腳本。一個PAC文件就是一個Javascript腳本，可放置在服務器上，通過遠程WEB訪問，客戶端只需要在代理的使用自動檢測腳本中輸入PAC腳本的WEB地址，就可以使用該腳本，當代理服務器發生變化時，只需維護Web服務器上的PAC腳本，無需更改客戶端配置，方便后期維護，減輕運維成本與負擔。

PAC腳本包含一個FindProxyForURL函數，IE通過傳入兩個參數url（訪問地址的完整URL）與host（訪問地址的主機名）來判斷是直接訪問，還是通過函數返回的代理服務器地址與端口來訪問。

PAC腳本可以通過取隨機數輕松實現負載均衡，但是當其中一臺服務器宕機時，腳本依舊有可能返回該服務器，從而導致客戶端訪問異常。于是我們考慮可以編寫一個程序，運行在存放PAC腳本的WEB服務器，通過定時對各代理服務器進行輪詢，根據代理服務器狀態變化，重寫PAC腳本。

2 ?程序總體設計

程序基于C#的Winform編寫，分為兩個模塊。

2.1 ?監控模塊

程序設置一個timer定時器，定期對各代理服務器進行輪詢，根據輪詢結果決定是否重寫PAC腳本，并顯示輪詢結果，方便巡檢查看。輪詢采用TcpClinet.Connect方法來測試代理服務器是否正常工作，如圖1所示。

2.2 ?配置模塊

可對代理服務器地址、端口、輪詢間隔、PAC文件存放路徑與文件名等參數進行配置。配置文件采用XML格式保存，如圖2所示。

3 ?技術實現

3.1 ?連接測試

如直接使用TcpClient.Connect連接測試端口，當服務器不連通或端口未打開時，需要很長時間才能返回結果，捕獲So-

cketException異常。這里希望可以設定一個較短的時間獲取結果，超時則判斷連接失敗。

這里使用了ConnectorState.Completed.WaitOne（int millise-

condsTimeout，bool exitContext）函數，在millisecondsTimeout內未響應，則返回錯誤，退出線程。

3.2 ?文件寫入

FileStream對象表示在磁盤或網絡路徑上指向文件的流。這個類提供了在文件中讀寫字節的方法，經常使用StreamRea-

der或StreamWriter執行這些功能。FileMode.Create表示當文件不存在時直接創建文件，而文件已存在時刪除該文件，然后創建新文件。

3.3 ?XML讀寫

可擴展標記語言，簡稱XML，輕量級的數據存儲文件，規范統一，易于閱讀、擴展，可被幾乎所有的語言所支持。

程序使用XmlDocument來讀取XML文件。XML文件可視為由聲明（Declare），元素（Element），屬性（Attribute），文本（Text）等構成的一個樹。第一個結點為根結點，每個結點均可以有自己的子結點。可以通過一系列屬性或方法得到這個結點的值或其它一些屬性。

3.4 ?功能控制

當監控未開始時，可以重新加載代理服務器，但不能手動輪詢。當開始監控時，可以手動輪詢，但不可以重新加載代理服務器。

4 ?后期功能擴展

后期可考慮對以下功能進行擴展，也可以根據實際需求，開發新的功能。

4.1 ?日志與備份

將輪詢結果、文件生成、更改配置等操作記錄在日志中備查，并在生成新的PAC文件與配置前，對原文件進行備份。

4.2 ?服 ?務

將程序安裝為服務，可在WEB服務器啟動時自動運行。設置為只運行一個實例，避免不同用戶登錄重復運行，造成資源浪費。

4.3 ?異常提醒

運維人員可以根據輪詢顯示結果及時發現故障。可考慮以發送短信等方式進行實時提醒，縮短故障發現周期，提高可靠性。

5 ?結 ?語

本文提供一種思路，使用自動代理腳本PAC實現代理服務器的負載均衡，再編寫一個程序，通過定時輪詢檢測代理服務器的狀態，根據狀態變化，動態生成PAC文件，實現代理服務器的冗余，低成本地解決代理服務器的負載均衡與冗余。

參考文獻：

[1] 董文江，胡軼，李健玲，等.PAC腳本在文獻代理數據庫中的應用[J].甘肅科技，2006，（9）.