基于C#自动生成PAC脚本实现代理服务器的负载均衡与冗余

林楠

摘  要：IPv4地址资源不足，共享IP一般采用NAT、代理、反向代理等方式，在客户端数量较多的情况下，一般要考虑负载均衡与冗余的情况。文章介绍一种通过定期轮询动态生成PAC脚本，从而达到数台代理服务器的负载均衡与冗余的程序设计，具有低成本、操作简单的特点。

关键词：CSharp;PAC脚本;代理服务器;负载均衡;冗余

中圖分类号：TP393.06     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）06-0070-02

目前，IPv4的地址资源严重告急，在日常工作生活中，家庭或企业一般只能通过一个或几个互联网IP地址进行接入，其内部网络如需同时访问互联网，一般使用路由器的NAT（Network Address Translation网络地址转换）功能或代理服务器来实现私网对互联网的访问。但是当内部网络计算机数量过多时，NAT会极大的影响整台路由器的性能，单代理服务器也会因负载过大而经常宕机。此时，我们一般采用以下几种方式来解决这个问题：

①使用防火墙的NAT功能来替代路由器的NAT功能，防火墙的NAT功能是由硬件实现，性能远超路由器，可以支持大数量级的NAT。

②使用多台代理服务器实现负载均衡。将用户请求随机发送到不同的代理服务器，以实现负载均衡。

基于成本等因素考虑，我们选择方案2，通过部署多台代理服务器，并在客户端使用自动代理PAC脚本来实现代理服务器的负载均衡。

1  PAC脚本应用

自动代理脚本（Proxy auto-config Script），简称PAC脚本。一个PAC文件就是一个Javascript脚本，可放置在服务器上，通过远程WEB访问，客户端只需要在代理的使用自动检测脚本中输入PAC脚本的WEB地址，就可以使用该脚本，当代理服务器发生变化时，只需维护Web服务器上的PAC脚本，无需更改客户端配置，方便后期维护，减轻运维成本与负担。

PAC脚本包含一个FindProxyForURL函数，IE通过传入两个参数url（访问地址的完整URL）与host（访问地址的主机名）来判断是直接访问，还是通过函数返回的代理服务器地址与端口来访问。

PAC脚本可以通过取随机数轻松实现负载均衡，但是当其中一台服务器宕机时，脚本依旧有可能返回该服务器，从而导致客户端访问异常。于是我们考虑可以编写一个程序，运行在存放PAC脚本的WEB服务器，通过定时对各代理服务器进行轮询，根据代理服务器状态变化，重写PAC脚本。

2  程序总体设计

程序基于C#的Winform编写，分为两个模块。

2.1  监控模块

程序设置一个timer定时器，定期对各代理服务器进行轮询，根据轮询结果决定是否重写PAC脚本，并显示轮询结果，方便巡检查看。轮询采用TcpClinet.Connect方法来测试代理服务器是否正常工作，如图1所示。

2.2  配置模块

可对代理服务器地址、端口、轮询间隔、PAC文件存放路径与文件名等参数进行配置。配置文件采用XML格式保存，如图2所示。

3  技术实现

3.1  连接测试

如直接使用TcpClient.Connect连接测试端口，当服务器不连通或端口未打开时，需要很长时间才能返回结果，捕获So-

cketException异常。这里希望可以设定一个较短的时间获取结果，超时则判断连接失败。

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

condsTimeout，bool exitContext）函数，在millisecondsTimeout内未响应，则返回错误，退出线程。

3.2  文件写入

FileStream对象表示在磁盘或网络路径上指向文件的流。这个类提供了在文件中读写字节的方法，经常使用StreamRea-

der或StreamWriter执行这些功能。FileMode.Create表示当文件不存在时直接创建文件，而文件已存在时删除该文件，然后创建新文件。

3.3  XML读写

可扩展标记语言，简称XML，轻量级的数据存储文件，规范统一，易于阅读、扩展，可被几乎所有的语言所支持。

程序使用XmlDocument来读取XML文件。XML文件可视为由声明（Declare），元素（Element），属性（Attribute），文本（Text）等构成的一个树。第一个结点为根结点，每个结点均可以有自己的子结点。可以通过一系列属性或方法得到这个结点的值或其它一些属性。

3.4  功能控制

当监控未开始时，可以重新加载代理服务器，但不能手动轮询。当开始监控时，可以手动轮询，但不可以重新加载代理服务器。

4  后期功能扩展

后期可考虑对以下功能进行扩展，也可以根据实际需求，开发新的功能。

4.1  日志与备份

将轮询结果、文件生成、更改配置等操作记录在日志中备查，并在生成新的PAC文件与配置前，对原文件进行备份。

4.2  服  务

将程序安装为服务，可在WEB服务器启动时自动运行。设置为只运行一个实例，避免不同用户登录重复运行，造成资源浪费。

4.3  异常提醒

运维人员可以根据轮询显示结果及时发现故障。可考虑以发送短信等方式进行实时提醒，缩短故障发现周期，提高可靠性。

5  结  语

本文提供一种思路，使用自动代理脚本PAC实现代理服务器的负载均衡，再编写一个程序，通过定时轮询检测代理服务器的状态，根据状态变化，动态生成PAC文件，实现代理服务器的冗余，低成本地解决代理服务器的负载均衡与冗余。

参考文献：

[1] 董文江，胡轶，李健玲，等.PAC脚本在文献代理数据库中的应用[J].甘肃科技，2006，（9）.