[发明专利]用于遍布机群进行通信量整形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机联网，并且更具体地涉及用于遍布具有多个机群成员 的网络机群实现通信量整形(traffic shaping)过程的方法。

背景技术

以下描述和示例只作为背景给出。

在计算机联网的背景中，术语“可用性(availability)”通常指不管环境 如何网络节点响应请求的能力。例如，持续可用的节点其特征可能在于在给 定期限(例如，一年)内基本没有停机时间(downtime)。然而，因为大多数 网络节点经历至少一定量的停机时间，所以它们的特征典型地在于具有某种 水平的可用性。例如，“高可用性”节点可以描述为具有大约99.9％的正常运 行时间(uptime)，其可以转化为每年若干小时的计划的停机时间。

更具体地，术语“高可用性”通常指维持对网络进程(process)和相关 数据的高水平访问而不包括质量用户经历。受益于或力争维持高可用性的网 络进程包括但不限于：管理进程、防火墙进程、负载平衡进程、操作系统进 程和各种类型的服务器进程(例如，HTTP服务器、应用服务器和数据库服 务器进程)。高可用性还可能是各种类型的网络数据(尤其是如由应用服务器 使用的应用数据、持续会话数据、安全数据和事务处理日志文件)所希望的。

集群(clustering)是一种用于实现高可用性的方法。在许多情况下，“机 群(cluster)”可以描述为跨越局域高速网络(即，高速局域网或LAN)耦合 在一起的两个或多个机器(称为“机群成员”)。机群成员可以经由任何网络 拓扑(例如，经由总线、星形、环形或网格配置)连接到LAN。尽管不是典 型情况，但是驻留在不同地理位置的机群成员可以跨越广域网或WAN(因特 网是其一个示例)耦合。耦合到LAN 110的网络机群100的一般描述在图1 中图示。图1中的点线代表机群成员跨越WAN 120耦合的可能性。

高可用性机群通过提供冗余节点改进服务的可用性，每个冗余节点被配 置用于运行(各)公共应用程序。万一一个节点出现故障，该配置使得各节 点(即，各机群成员)能够分担工作负载并且承担额外负载。高可用性机群 通常用于实现关键数据库、网络上分享的文件、商业应用和顾客服务，如电 子商务网站。

在一些情况下，可以在同一物理机器上定义多个机群成员(即，垂直扩 展(scaled)机群)，以便以更有效的方式将可用的处理能力分配给该机器。 在其它情况下，可以跨越多个机器创建机群成员(即，水平扩展机群)。后者 使得单个应用程序可以在若干不同的机器上运行，同时呈现单系统图像。这 允许客户机请求遍布若干不同的机器分布，该客户机请求否则将压到 (overwhelm)单个机器。在一些情况下，当创建机群时可以使用垂直和水平 扩展的组合，以便获得两种技术的益处。

术语“网络通信量(traffic)控制”典型地指管理、区分优先次序、控制 或减少网络通信量以便减少拥塞、延迟和分组丢失的处理。除了其它特征外， 网络通信量控制包括带宽管理和接纳控制过程。

“带宽管理”通常描述为测量和控制网络链路上的通信量的处理，以便： i)避免填满链路的容量，或ii)过量填充链路，这将导致网络拥塞和不良的 性能。两种通常的带宽管理技术包括速率限制和通信量整形。

“速率限制”控制在网络接口上发送或接收通信量的速率。发送小于或 等于指定速率的通信量，而丢弃或延迟超过该速率的通信量。速率限制典型 地通过制定策略(policing)(即，丢弃过度的分组)、排队(即，延迟传输中 的分组)或控制拥塞(即，操纵协议的拥塞机制)执行。执行速率限制的设 备称为“速率限制器”。

“通信量整形”通常描述为尝试控制网络通信量，以便最优化或保证性 能、低延迟和/或带宽。通信量整形算法通常处理分类、队列规则、策略执行、 拥塞管理、服务质量(QoS)和公平性的概念。最普通的通信量整形算法是 令牌桶(Token Bucket)和漏桶(Leaky Bucket)算法。