[发明专利]一种具备大规模负载能力的服务架构设计方法

说明书

技术领域

负载均衡服务架构支持网络服务器在大量并发访问时的数据流分配扩展工作。本发明主要使用在计算机领域。

背景技术

随着计算机产业的快速发展，网络服务器成为各大网络公司的运作核心，网络服务器在并发访问量或数据流量过大的情况下会出现无法承载信息流的状况，从而导致网络服务器系统崩溃、数据流失等危险，对网络公司造成巨大的经济损失，怎样解决网络服务器超负重运载时的服务器安全运作成为各大公司关注焦点。

近年，越来越多的路由器、交换机、服务器等网络设备采用了负载均衡技术。目前负载均衡技术按照不同的需求可分类为：软/硬件负载均衡、本地/全局负载均衡、更高网络层负载均衡，以及链路聚合技术。

软/硬件负载均衡是指在一台或多台服务器相应的操作系统上安装软件或专门的设备来实现负载均衡，软件负载均衡的优点是基于特定环境、配置简单、使用灵活、成本低廉，可以满足一般的负载均衡需求，硬件负载设备由于专门的设备完成专门的任务，独立于操作系统，整体性能得到大量提高，加上多样化的负载均衡策略，智能化的流量管理，可达到最佳的负载均衡需求，不过成本昂贵。

本地/全局负载均衡技术在其应用的地理结构上，分为本地负载均衡和全局负载均衡。本地负载均衡是指对本地的服务器群做负载均衡，全局负载均衡是指在不同地理位置、有不同网络结构的服务器群间做负载均衡。本地负载均衡能有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题，并且不需花费昂贵开支购置性能卓越的服务器，可充分利用现有设备，避免服务器单点故障造成数据流量的损失。有灵活多样的均衡策略，可把数据流量合理地分配给服务器群内的服务器，来共同负担。即使是再给现有服务器扩充升级，也只是简单地增加一个新的服务器到服务群中，而不需改变现有网络结构、停止现有的服务。全局负载均衡，主要用于在一个多区域拥有自己服务器的站点，为了使全球用户只以一个IP地址或域名就能访问到离自己最近的服务器，从而获得最快的访问速度，也可用于子公司分散站点分布广的大公司通过Intranet(企业内部互联网)来达到资源统一合理分配的目的。

更高网络层负载均衡，通常操作于网络的第四层或第七层。第四层负载均衡将一个Internet上合法注册的IP地址，映射为多个内部服务器的IP地址，对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部IP地址，达到负载均衡的目的。第七层负载均衡控制应用层服务的内容，提供了一种对访问流量的高层控制方式，适合对HTTP服务器群的应用。第七层负载均衡技术通过检查流经的HTTP报头，根据报头内的信息来执行负载均衡任务。

以上负载均衡技术从很大程度上解决了服务器负载均衡的问题，但是，技术上仍旧存在一些瓶颈，大多数网络设备厂商所采用的方案是多个内网用户同时访问外网资源时，网络设备可对多条出去的线路流量均衡分配，使多用户同时通畅的访问外网。然而，对于另一种与此相对的情形，即多个外网用户通过互联网同时访问一个内网服务器或网关时，由于接入用户过多的并行访问，很可能会导致此服务器或网关与互联网之间的带宽矛盾，出现多用户延迟、无法访问服务器甚至服务器或网关系统崩溃的现象。

鉴于以上问题，本发明提出一套在网络服务器或网关大规模部署过程中多台服务器同时提供服务的设备。该方案实现外部用户访问服务器或网关时，在主服务器发生故障或脱机的情况下，将网络通行重新指定给其他工作服务器，多台服务器可以同时提供服务，任何一台服务器故障不影响整个系统的运行，客户端自动选择负载小的服务器进行整个平台系统的运行工作，选择过程系统的自动完成提高了接入系统网关的灵活性和可伸缩性，保证整个系统能够不间断，无阻碍的运行。

专利发明内容

本发明具备大规模负载能力的服务器架构设计以已有的网络结构为基础，采用IP负载均衡技术和数据请求分配技术，来扩展网络接入设备和服务器的数据吞吐量，在主服务器发生故障或脱机的情况下，将网络通行重新指定给其他工作服务器，多台服务器可以同时提供服务，选择过程系统自动完成提高了接入系统网关的灵活性和可伸缩性。本发明所提到的负载均衡具有有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。负载服务构架原理图见附图1。