[发明专利]一种实现重叠网络负载均衡的方法和物理节点

说明书

技术领域

本发明涉及互联网领域的重叠网络构造技术，尤其涉及一种实现重叠网络负载均衡的方法和物理节点。

背景技术

随着互联网技术的不断发展，新的需求和问题也不断涌现。在保持底层的互联网不变的前提下，通过重叠网络来提供所需的性能是网络演进的一种方法。重叠网络架构在互联网上层，以无缝持续演进的方式构建，形成一张多层的覆盖网络基础设施，不但可以为底层网络运营商提供对网络的分布式控制与管理支撑，为政府提供对网络行为监管和治理的支撑，还可以通过对顶层应用提供的网络服务接口和编程开发接口，支持包括对等(P2P，Peer to Peer)网络在内的各种的全新应用服务。

支持各种P2P应用是重叠网络的最重要的一个用途，它通过节点提供网络地址转换(NAT，Network Address Translation)穿透辅助、以及重叠网分布式哈希表(DHT，Distributed Hash Table)组网及其分布式资源索引功能，支持有组织的P2P重叠网，从而为P2P应用的开发和运行提供了一套公共的基础设施。也就是说，节点可以用DHT协议结成重叠网，典型的如Chord协议，组成一个结构化的P2P网络，从而提供一个面向整个互联网的全局的资源管理和服务提供平台。

在结构化的P2P网络中，如基于Chord环的P2P网络，通常采用一致的哈希函数将资源标识符(ID)和节点ID映射到一个统一的空间，然后将资源存储在与资源ID最接近的后继节点ID所属的服务器节点上。根据对基于Chord环的P2P网络的测试，需要至少数千数量级的服务器节点，才能保证负荷的基本均衡。因此对于物理节点数远低于上述数量级的系统，需要采用特殊的负载均衡策略。在真实的P2P结构化网络中，物理节点由于计算能力、网络带宽、磁盘大小等情况而造成负载能力不尽相同，也就是物理节点的异构性问题。如何能公平的分配物理节点负责的ID域，同时，更好的利用系统每一物理节点的资源，充分发挥每一个物理节点的能力，从而使得每个物理节点的负载趋于一致，最终使得整个系统达到负载均衡，这是一个在重叠网络P2P应用中值得研究的问题。

在现有的技术方案中，负载均衡大致可分为两种方法，一种是采用虚拟服务器(VS，Virtual server)的方案，这是一种兼顾物理节点异构性的地址空间均衡方案。但这种方案是在假设到达系统的资源对象大小是相等的、且资源是均匀分布在系统的地址空间上的这一前提下的，偏离了真实的资源对象分布场景，并且无法避免VS保持路由信息的额外开销。另一种方案是不使用VS，采用资源迁移的方案，这种方式能较好的反映真实资源分布场景，但当资源频繁的迁移时，将会带来较大的带宽消耗和索引维护开销。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现重叠网络负载均衡的方法和物理节点，实现重叠网络负载均衡，并且，既具有采用VS方法的灵活性，又能适应真实的应用场景，同时也减少了维护VS的开销。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供的一种实现重叠网络负载均衡的方法，该方法包括：

各物理节点检测自身负荷，确定自身为低负荷物理节点(L节点)或高负荷物理节点(H节点)，并得到相应的剩余负载量或超载量；

L节点将自身为L节点和剩余负载量通知邻居物理节点；

H节点在查询到邻居物理节点有L节点、且L节点的剩余负载量不小于H节点的超载量时，将自身负载率最高的VS的负载全部或部分迁移到所述L节点的VS上。

上述方案中，在各物理节点检测自身负荷之前，该方法进一步包括：将每个物理节点根据负载能力大小虚拟成n个逻辑节点VS，每一个VS负责重叠网络上的不同地址空间。

上述方案中，所述确定自身为L节点或H节点并得到相应的剩余负载量或超载量，具体为：预先对各物理节点设定低负荷门限和高负荷门限，各物理节点检测自身负荷，当自身的负载量小于低负荷门限时，标记自身为L节点，并根据高负荷门限得到剩余负载量；当自身的负载量大于高负荷门限时，标记自身为H节点，根据高负荷门限得到超载量。

上述方案中，该方法进一步包括：H节点的超载量大于L节点的剩余负载量时，所述H节点在虚拟的所有VS中选择一个VS，在查询到所述VS当前所在物理节点为L节点时，根据所述L节点的剩余负载量，判断是否不小于自身的超载量，若判断结果为是，则将自身负载率最高的VS的负载全部或部分迁移到L节点的VS上；若判断结果为否，则继续选择下一个VS进行判断。