[发明专利]面向服务质量保障的负载均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络信息通信技术领域，尤其涉及在负载均衡中，需要对某些服务要求质量保证。

背景技术

负载均衡(Load Balance)建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价、有效、透明的方法，来扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高 网络的灵活性和可用性。

目前的负载均衡主要是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，负载均衡发展主要解决两个关键问题：一、负载均衡算法，二、对网络系统状况的检测方式和能力。

经典的负载均衡算法有：

轮循均衡(Round Robin)：每一次来自网络的请求轮流分配给内 部中的服务器，从1至N然后重新开始。此种均衡算法适合于服务器组中的所有服务器都有相同的软硬件配置并且平均服务请求相对均衡的情况。

随机均衡(Random)：把来自网络的请求随机分配给内部中的多个服务器。

权重轮循均衡(Weighted Round Robin)：根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求。例如：服务器A的权值被设计成1，B的权值是3，C的权值是6，则服务器A、B、C将分别接受到10％、30％、60％的服务请求。此种均衡算法能确保高性能的服务器得到更多的使用率，避免低性能的服务器负载过重。

权重随机均衡(Weighted Random)：此种均衡算法类似于权重轮循算法，不过在处理请求分担时是个随机选择的过程。

响应速度均衡(Response Time)：负载均衡设备对内部各服务器发出一个探测请求(例如Ping)，然后根据内部中各服务器对探测请求的最快响应时间来决定哪一台服务器来响应客户端的服务请求。此种均衡算法能较好的反映服务器的当前运行状态，但这最快响应时间仅仅指的是负载均衡设备与服务器间的最快响应时间，而不是客户端与服务器间的最快响应时间。

最少连接数均衡(Least Connection)：客户端的每一次请求服务在服务器停留的时间可能会有较大的差异，随着工作时间加长，如果采用简单的轮循或随机均衡算法，每一台服务器上的连接进程可能会产生极大的不同，并没有达到真正的负载均衡。最少连接数均衡算法对内部中需负载的每一台服务器都有一个数据记录，记录当前该服务器正在处理的连接数量，当有新的服务连接请求时，将把当前请求分配给连接数最少的服务器，使均衡更加符合实际情况，负载更加均衡。此种均衡算法适合长时处理的请求服务，如FTP。

处理能力均衡：此种均衡算法将把服务请求分配给内部中处理负荷(根据服务器CPU型号、CPU数量、内存大小及当前连接数等换算而成)最轻的服务器，由于考虑到了内部服务器的处理能力及当前网络运行状况，所以此种均衡算法相对来说更加精确，尤其适合运用到第七层(应用层)负载均衡的情况下。

对网络系统状况的检测方式和能力，主要有：

ping侦测：通过ping的方式检测服务器及网络系统状况，此种方式简单快速，但只能大致检测出网络及服务器上的操作系统是否正常，对服务器上的应用服务检测就无能为力了。

TCP Open侦测：每个服务都会开放某个通过TCP连接，检测服务器上某个TCP端口(如Telnet的23口，HTTP的80口等)是否开放来判断服务是否正常。

HTTP URL侦测：比如向HTTP服务器发出一个对main.html文件的访问请求，如果收到错误信息，则认为服务器出现故障。

负载均衡器被动检测：服务器周期性向负载均衡器发送报文，负载均衡器根据报文的信息可以知道服务器的处理能力；如果超时没有收到报文则认为服务器出现故障。

现在的技术主要缺点有：

1.不管采用什么样的分配方式，以及采用什么样的方法来获取服务器的实时动态处理能力，其特点都是将所有的任务看成是平等的，没有优先、缓急之分，导致在一些特定需要对特定服务或是特点用户进行质量保证的要求下，所有的负载均衡都无能为力。比如企业服务器，提供员工交流，以及网上业务。当过多的员工交流占据服务器处理能力的时候，无法保障网上业务的正常展开。因此，不能区分服务是现有负载均衡的一个缺点。