负载均衡系统、装置及方法

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负载均衡系统、装置及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及网络管理系统领域，特别涉及一种负载均衡系统、装置及方法。\n背景技术\n[0002] 负载均衡(Load Balance，LB)，是一种常见扩展业务处理能力的技术，通过负载均衡设备，可以将一组业务处理设备，例如一个服务器中的多个服务器单元，聚合成一台性能强大的业务处理设备，这个设备对外呈现一个接口，当接收到用户数据时，根据用户数据中的某些特征信息(如IP地址、端口号)将用户数据按一定的规则分发给特定的多个服务器单元，以实现负载均衡。\n[0003] 负载均衡通常分3-4层负载均衡和5-7层负载均衡，这里3-4层负载均衡是指根据数据报文中的3-4层信息来实现负载均衡，即根据报文中的网络层(Network Layer)以及传输层(Transport Layer)的信息(如IP地址、端口号)来实现负载均衡，这里的5-7层负载均衡是指根据报文中的5-7层信息来实现负载均衡，即根据报文中的会话层(Session Layer)、表示层(Presentation Layer)以及应用层(Application Layer)的信息(如某些字段的具体内容)来实现负载均衡。为了说明方便，本文中将3-4层称为“低层”，将5-7层称为“高层”。\n[0004] 现有服务器系统，特别是现在越来越多的刀片服务器中，一般都会进行负载均衡。\n其中，刀片服务器包括多个服务器单元(也称“刀片”)，同时也会内置网络交换机以实现交换功能，为了实现负载均衡，现有技术中需要在网络交换机上外接一个负载均衡设备，由负载均衡设备执行负载均衡策略，并通过网络交换机转发经过负载均衡设备处理后的数据报文到相应的服务器单元，以实现负载均衡。\n[0005] 现有技术中通过负载均衡设备来执行负载均衡策略，对负载均衡设备的能力要求较高，尤其当处理的数据带宽较大时，对负载均衡设备的能力要求也变得更大(需要更好的软硬件支撑)，从而增加了实现复杂度以及硬件成本。\n发明内容\n[0006] 本发明的实施例提供一种负载均衡系统及方法，用于解决现有技术存在着的对负载均衡设备能力要求较高，从而实现复杂度及硬件成本较高的技术问题，通过本发明实施例，可以在刀片服务器内部实现负载均衡的同时，降低了对负载均衡设备能力的要求，从而减少实现复杂度以及降低硬件成本。\n[0007] 本发明实施例采用的技术方案为：\n[0008] 一种负载均衡系统，包括：\n[0009] 网络交换机和负载均衡设备，所述网络交换机与所述负载均衡设备以及刀片服务器中的多个服务器单元相互通信；\n[0010] 所述网络交换机用于获取用户数据流中的特征信息，当所述特征信息符合预定的第一负载均衡策略时，将收到的用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡，其中，所述第一负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给特定服务器单元的策略；\n[0011] 当所述特征信息符合预定的第二负载均衡策略时，将收到的数据报文发送给所述负载均衡设备，使得所述负载均衡设备收到数据报文后根据数据报文中的高层信息以及所述负载均衡设备中的高层负载均衡策略确定对接收到的数据报文的转发策略，其中，所述第二负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备的策略；\n[0012] 所述网络交换机还用于，根据所述负载均衡设备确定的转发策略将数据报文转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现高层负载均衡。\n[0013] 一种网络交换机，包括：\n[0014] 获取单元，用于获取用户数据流中的特征信息；\n[0015] 转发单元，用于当所述特征信息符合预定的第一负载均衡策略时，将收到的用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡，其中，所述第一负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给特定服务器单元的策略；\n[0016] 发送单元，用于当所述特征信息符合预定的第二负载均衡策略时，将收到的数据报文发送给所述负载均衡设备，使得所述负载均衡设备收到数据报文后根据数据报文中的高层信息以及所述负载均衡设备中的高层负载均衡策略确定对接收到的数据报文的转发策略，其中，所述第二负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备的策略；\n[0017] 所述转发单元，还用于根据所述负载均衡设备确定的转发策略将数据报文转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现高层负载均衡。\n[0018] 一种负载均衡方法，包括：\n[0019] 获取用户数据流中的特征信息，当所述特征信息符合预定的第一负载均衡策略时，将收到的用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡，其中，所述第一负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给特定服务器单元的策略；\n[0020] 当所述特征信息符合预定的第二负载均衡策略时，将收到的数据报文发送给所述负载均衡设备，使得所述负载均衡设备收到数据报文后根据数据报文中的高层信息以及所述负载均衡设备中的高层负载均衡策略确定对接收到的数据报文的转发策略，其中，所述第二负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备的策略；\n[0021] 根据所述负载均衡设备确定的转发策略将数据报文转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现高层负载均衡。\n[0022] 本发明实施例提供的负载均衡系统、装置及方法，使得网络交换机也可以通过配置相应策略将数据转发到相应的服务器单元以实现低层负载均衡，而负载均衡设备用于实现高层负载均衡(具体通过设备本身的策略确定以及网络交换机的转发来完成)，从而将一部分负载均衡设备实现的功能由网络交换机来分担实现，以降低对负载均衡设备能力的要求。尤其考虑到很多实际应用中大带宽数据中需要高层负载均衡的数据并不会很多，因此，网络交换机的低层负载均衡基本可以满足大带宽数据的要求，而让少部分需要进行高层负载均衡的数据由负载均衡设备来实现，这样，可以选用处理能力并不很强的负载均衡设备来实现，从而大大降低了负载均衡模块实现复杂度以及硬件成本。\n附图说明\n[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。\n[0024] 图1为本发明实施例提供的负载均衡系统结构示意图；\n[0025] 图2为本发明实施例提供的一种网络交换机的结构示意图；\n[0026] 图3本发明实施例提供的另一种网络交换机的结构示意图；\n[0027] 图4为本发明实施例提供的负载均衡方法流程图。\n具体实施方式\n[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0029] 为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。\n[0030] 实施例一\n[0031] 图1示出了本发明实施例一提供的一种负载均衡系统结构示意图，所述系统包括：\n[0032] 网络交换机11、负载均衡设备12、健康检测模块13，所述网络交换机11与所述负载均衡设备12以及刀片服务器中的多个服务器单元14相连。\n[0033] 所述网络交换机11用于获取用户数据流中的特征信息，所述特征信息可以包括IP地址、端口号中的一种或多种，或者也可以包括其他能够表征用户数据流且能够被网络交换机识别的信息。\n[0034] 进一步地，当所述特征信息符合预定的第一负载均衡策略时，将收到的用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机11连接的多个服务器单元13以实现低层负载均衡，其中，所述第一负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给特定服务器单元的策略。\n[0035] 具体地，所述刀片服务器中的多个服务器单元对外的接口被配置成统一的IP地址以及端口，当有用户请求访问所述统一的IP地址以及端口时，将用户请求时产生的用户数据流中的第二特征信息与所述第一负载均衡策略相比较，当所述第二特征信息符合预定的所述第一负载均衡策略时，将用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡。\n[0036] 通常网络交换机可以配置源MAC、目的MAC、源IP、目的IP、源TCP/UDP端口、目的TCP/UDP端口、协议类型等作为聚合分担的哈希计算的关键字。\n[0037] 例如，刀片服务器中的4个服务器单元需要进行负载均衡，它们是WEB服务器，对外IP服务地址为60.0.0.1，则在与网络交换机相连接的所述刀片服务器中每个服务器的端口上都配置接口地址为60.0.0.1。将所述每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组或者配置成一个等价路由组，分担算法选择基于源IP和目的IP进行分担的算法，这样可以保证同一个用户访问会分担到同一个服务器上。\n[0038] 对于代理型业务，服务器是WEB proxy(网页代理)服务器，代理服务器地址为\n10.0.0.1，则在与网络交换机相连接的所述刀片服务器中每个服务器的端口上配置端口地址为10.0.0.1，将每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组或者配置成一个等价路由组，分担算法选择基于源IP和目的IP进行分担的算法，这样可以保证同一个用户访问会分担到同一个服务器上。\n[0039] 当所述特征信息符合预定的第二负载均衡策略时，所述网络交换机11将收到的数据报文发送给所述负载均衡设备12，使得所述负载均衡设备12收到数据报文后根据数据报文中的高层信息以及所述负载均衡设备12中的高层负载均衡策略确定对接收到的数据报文的转发策略，其中，所述第二负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备12的策略。\n[0040] 所述网络交换机11根据所述负载均衡设备12确定的转发策略将数据报文转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元13以实现高层负载均衡。\n[0041] 本实施例中，所述第一负载均衡策略包括：将具有大带宽特征的特征信息的数据报文转发给特定服务器单元，所述第二负载均衡策略包括：将具有小带宽特征的特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备12，所述具有大带宽特征的特征信息的数据报文为用户数据报文，所述具有小带宽特征的特征信息的数据报文为控制报文。具体地，所述控制报文为用于描述用户数据特征、控制用户数据行为属性等的报文，所述用户数据报文为除了控制报文之外的所有报文。\n[0042] 所述健康检测模块13，用于实时向所述各个服务器单元发送检测数据包，通过判断各个服务器单元收到所述检测数据包后是否反馈正确响应来检测各个服务器单元的健康状态。\n[0043] 所述健康检测模块13还用于，将不能反馈正确响应的服务器单元删除，不将数据转发给不能反馈正确响应的服务器单元。即将不能反馈正确响应的服务器单元从在网络交换机中对应的端口删除。\n[0044] 具体地，例如，刀片服务器中的4个服务器单元需要进行健康检测，对外IP服务地址为60.0.0.1，当每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组时，任意取四个IP地址，例如10.0.0.1-4作为与对应4个服务器进行健康检测的通信IP地址。负载均衡设备通过通信IP地址分别向与通信IP地址对应的服务器发出检测报文，检测服务器的工作状态，如果检测到某个服务器工作异常，则将服务器在聚合组中或等价路由组中对应的端口删除或去激活，这样后续报文将不会再分担到该服务器，该服务器正常后，再激活或添加该端口到聚合组或等价路由组中。\n[0045] 特别地，对于Web服务器，最好的检测报文为超文本传输协议HTTP请求报文。\n[0046] 实施例二\n[0047] 参见图2，基于上述实施例，本实施例二提供的一种负载均衡装置，所述负载均衡装置实体可以为网络交换机20，所述装置包括：获取单元21、转发单元22、发送单元23。\n[0048] 获取单元21，用于获取用户数据流中的特征信息，所述特征信息包括IP地址、端口号中的一种或多种。\n[0049] 转发单元22，用于当所述特征信息符合预定的第一负载均衡策略时，将收到的用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡。\n[0050] 其中，所述第一负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给特定服务器单元的策略。\n[0051] 具体地，所述刀片服务器中的多个服务器单元对外的接口被配置成统一的IP地址以及端口，当有用户请求访问所述统一的IP地址以及端口时，将用户请求时产生的用户数据流中的第二特征信息与所述第一负载均衡策略相比较，当所述第二特征信息符合预定的所述第一负载均衡策略时，将用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡。\n[0052] 通常网络交换机可以配置源MAC、目的MAC、源IP、目的IP、源TCP/UDP端口、目的TCP/UDP端口、协议类型等作为聚合分担的哈希计算的关键字。\n[0053] 例如，刀片服务器中的4个服务器单元需要进行负载均衡，它们是WEB服务器，对外IP服务地址为60.0.0.1，则在与网络交换机相连接的所述刀片服务器中每个服务器的端口上都配置接口地址为60.0.0.1。将所述每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组或者配置成一个等价路由组，分担算法选择基于源IP和目的IP进行分担的算法，这样可以保证同一个用户访问会分担到同一个服务器上。\n[0054] 对于代理型业务，服务器是WEB proxy(网页代理)服务器，代理服务器地址为\n10.0.0.1，则在与网络交换机相连接的所述刀片服务器中每个服务器的端口上配置端口地址为10.0.0.1，将每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组或者配置成一个等价路由组，分担算法选择基于源IP和目的IP进行分担的算法，这样可以保证同一个用户访问会分担到同一个服务器上。\n[0055] 发送单元23，用于当所述特征信息符合预定的第二负载均衡策略时，将收到的数据报文发送给所述负载均衡设备，使得所述负载均衡设备收到数据报文后根据数据报文中的高层信息以及所述负载均衡设备中的高层负载均衡策略确定对接收到的数据报文的转发策略。\n[0056] 其中，所述第二负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备的策略。\n[0057] 所述转发单元22还用于，根据所述负载均衡设备确定的转发策略将数据报文转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现高层负载均衡。\n[0058] 本实施例中，所述第一负载均衡策略包括：将具有大带宽特征的特征信息的数据报文转发给特定服务器单元，所述第二负载均衡策略包括：将具有小带宽特征的特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备12，所述具有大带宽特征的特征信息的数据报文为用户数据报文，所述具有小带宽特征的特征信息的数据报文为控制报文。具体地，所述控制报文为用于描述用户数据特征、控制用户数据行为属性等的报文，所述用户数据报文为除了控制报文之外的所有报文。\n[0059] 所述网络交换机20还可以包括健康检测单元24，如图3所示。\n[0060] 健康检测单元24，用于实时向所述各个服务器单元发送检测数据包，通过判断各个服务器单元收到所述检测数据包后是否反馈正确响应来检测各个服务器单元的健康状态。\n[0061] 所述健康检测单元24还用于，将不能反馈正确响应的服务器单元在网络交换机中对应的端口删除。\n[0062] 具体地，例如，刀片服务器中的4个服务器单元需要进行健康检测，对外IP服务地址为60.0.0.1，当每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组时，任意取四个IP地址，例如10.0.0.1-4作为与对应4个服务器进行健康检测的通信IP地址。负载均衡设备通过通信IP地址分别向与通信IP地址对应的服务器发出检测报文，检测服务器的工作状态，如果检测到某个服务器工作异常，则将服务器在聚合组中或等价路由组中对应的端口删除或去激活，这样后续报文将不会再分担到该服务器，该服务器正常后，再激活或添加该端口到聚合组或等价路由组中。\n[0063] 特别地，对于Web服务器，最好的检测报文为超文本传输协议HTTP请求报文。\n[0064] 实施例三\n[0065] 参见图4，基于上述实施例，本实施例三提供了一种负载均衡方法，所述方法包括：\n[0066] 301、获取用户数据流中的特征信息，所述特征信息包括IP地址、端口号中的一种或多种。\n[0067] 302、当所述特征信息符合预定的第一负载均衡策略时，将收到的用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡，其中，所述第一负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给特定服务器单元的策略。\n[0068] 具体地所述刀片服务器中的多个服务器单元对外的接口被配置成统一的IP地址以及端口，当有用户请求访问所述统一的IP地址以及端口时，将用户请求时产生的用户数据流中的第二特征信息与所述第一负载均衡策略相比较，当所述第二特征信息符合预定的所述第一负载均衡策略时，将用户数据流中的数据报文按所述第一负载均衡策略转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现低层负载均衡。\n[0069] 通常网络交换机可以配置源MAC、目的MAC、源IP、目的IP、源TCP/UDP端口、目的TCP/UDP端口、协议类型等作为聚合分担的哈希计算的关键字。\n[0070] 例如，刀片服务器中的4个服务器单元需要进行负载均衡，它们是WEB服务器，对外IP服务地址为60.0.0.1，则在与网络交换机相连接的所述刀片服务器中每个服务器的端口上都配置接口地址为60.0.0.1。将所述每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组或者配置成一个等价路由组，分担算法选择基于源IP和目的IP进行分担的算法，这样可以保证同一个用户访问会分担到同一个服务器上。\n[0071] 对于代理型业务，服务器是WEB proxy(网页代理)服务器，代理服务器地址为\n10.0.0.1，则在与网络交换机相连接的所述刀片服务器中每个服务器的端口上配置端口地址为10.0.0.1，将每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组或者配置成一个等价路由组分担算法选择基于源IP和目的IP进行分担的算法，这样可以保证同一个用户访问会分担到同一个服务器上。\n[0072] 303、当所述特征信息符合预定的第二负载均衡策略时，将收到的数据报文发送给所述负载均衡设备，使得所述负载均衡设备收到数据报文后根据数据报文中的高层信息以及所述负载均衡设备中的高层负载均衡策略确定对接收到的数据报文的转发策略，其中，所述第二负载均衡策略定义了将具有特定特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备的策略。\n[0073] 304、根据所述负载均衡设备确定的转发策略将数据报文转发给与所述网络交换机连接的多个服务器单元以实现高层负载均衡。\n[0074] 本实施例中，所述第一负载均衡策略包括：将具有大带宽特征的特征信息的数据报文转发给特定服务器单元，所述第二负载均衡策略包括：将具有小带宽特征的特征信息的数据报文转发给所述负载均衡设备12，所述具有大带宽特征的特征信息的数据报文为用户数据报文，所述具有小带宽特征的特征信息的数据报文为控制报文。具体地，所述控制报文为用于描述用户数据特征、控制用户数据行为属性等的报文，所述用户数据报文为除了控制报文之外的所有报文。\n[0075] 本实施例提供的负载均衡方法还包括：实时向所述各个服务器单元发送检测数据包，通过判断各个服务器单元收到所述检测数据包后是否反馈正确响应来检测各个服务器单元的健康状态，并将不能反馈正确响应的服务器单元在网络交换机中对应的端口删除。\n[0076] 具体地，例如，刀片服务器中的4个服务器单元需要进行健康检测，对外IP服务地址为60.0.0.1，当每个服务器在网络交换机上对应的端口配置成一个聚合组时，任意取四个IP地址，例如10.0.0.1-4作为与对应4个服务器进行健康检测的通信IP地址。负载均衡设备通过通信IP地址分别向与通信IP地址对应的服务器发出检测报文，检测服务器的工作状态，如果检测到某个服务器工作异常，则将服务器在聚合组中或等价路由组中对应的端口删除或去激活，这样后续报文将不会再分担到该服务器，该服务器正常后，再激活或添加该端口到聚合组或等价路由组中。\n[0077] 特别地，对于Web服务器，最好的检测报文为超文本传输协议HTTP请求报文。\n[0078] 本发明实施例提供的负载均衡系统、装置及方法，使得网络交换机也可以通过配置相应策略将数据转发到相应的服务器单元以实现低层负载均衡，而负载均衡设备用于实现高层负载均衡，从而将一部分负载均衡设备实现的功能由网络交换机来分担实现，以降低对负载均衡设备能力的要求。尤其考虑到很多实际应用中大带宽数据中需要高层负载均衡的数据并不会很多，因此，网络交换机的低层负载均衡基本可以满足大带宽数据的要求，而让少部分需要进行高层负载均衡的数据由负载均衡设备来实现，这样，可以选用处理能力并不很强的负载均衡设备来实现，从而大大降低了负载均衡模块实现复杂度以及硬件成本。\n[0079] 本发明实施例提供的负载均衡装置和系统可以实现上述提供的方法实施例，具体功能实现请参见方法实施例中的说明，在此不再赘述。本发明实施例提供的负载均衡系统、装置及方法可以适用于网络管理系统领域，但不仅限于此。\n[0080] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。\n[0081] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。