[发明专利]基于硬件的四层负载均衡交换机及其交换方法

权利要求书

1.一种基于硬件的四层负载均衡交换机，其特征在于包括：

通过总线连接的中央处理单元、上行链路接口卡、主存储器及多个接口，其中，所述上行链路接口卡中存放有TCP连接映射表-TCP_CONN_Table和负载分配地址变量-Lightest_IP，所述负载分配地址变量-Lightest_IP用于指示当前负载最轻的集群服务器的专用IP地址，并用专用IP地址值标示从客户端来的新建连接请求转发到哪个集群服务器，所述主存储器中存放有由中央处理单元维护的负载状态表-LS_Table。

2.一种基于硬件的四层负载均衡交换方法，其特征在于，采用权利要求1所述的基于硬件的四层负载均衡交换机，具体包括以下步骤：

1)负载状态收集步骤，收集集群服务器的负载状态，并将其加入负载状态表中，把当前负载最轻的服务器的专用IP地址值赋给负载分配地址变量-Lightest_IP；

2)连接建立步骤，对于到达的新建连接请求的TCP报文，所述四层交换机将其源IP地址、端口号、目的端口号及Lightest_IP变量的值作为一条记录插入到TCP_CONN_Table中。

3.根据权利要求2所述的基于硬件的四层负载均衡交换方法，其特征在于：

所述步骤2)中具体包括以下步骤：当有数据包从上行链路进入四层交换机时，四层交换机先查看其目的地址是否是集群服务器对外的公开地址，如果不是，则丢弃；如果是，则查看其目的端口号；只有是集群服务器所提供的服务和对外开放的TCP端口号，并且是TCP的一个同步报文，所述四层交换机把其源IP地址、端口号、目的端口号及Lightest_IP变量的值作为一条记录插入到TCP_CONN_Table中。

4.根据权利要求3所述的基于硬件的四层负载均衡交换方法，其特征在于：

在所述步骤2)中，如果到达一个释放TCP连接的请求报文，所述四层交换机利用其源IP地址、端口号、目的端口号到TCP_CONN_Table中找到相应的记录，并将其从TCP_CONN_Table中删除。

5.根据权利要求4所述的基于硬件的四层负载均衡交换方法，其特征在于：

在所述步骤2)中，如果不是新建连接的TCP报文，也不是释放连接的TCP报文，所述四层交换机在TCP_CONN_Table表中查找属于本连接的集群服务器，并把报文发送到相应的四层交换机端口。

6.根据权利要求5所述的基于硬件的四层负载均衡交换方法，其特征在于：

所述步骤1)中，如果某个集群服务器通过SNMP的陷阱信息来报告负载与状态，所述四层交换机先到LS_Table中查找是否已经有过此服务器的专用IP地址的记录，如果没有，则添加此服务器的记录，如已经存在，则更新其负载参数，然后重新计算出负载指数最轻的服务器记录，如果负载最轻的服务器有了变化，则修改上行链路接口卡中的Lightest_IP变量的值，把当前负载最轻的服务器的专用IP地址值赋给它。

7.根据权利要求6所述的基于硬件的四层负载均衡交换方法，其特征在于：

在所述步骤1)中，如果现在收到的负载报告指示服务器的负载没有变化，则不更新LS_Table。

8.根据权利要求7所述的基于硬件的四层负载均衡交换方法，其特征在于：

在所述步骤1)中，如果四层负载均衡交换机在设定的时间内没有收到某个集群服务器的性能报告，则将其记录从LS_Table中删除。