[发明专利]一种基于复合域名的服务阵列负载均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及高性能计算系统前端服务阵列的负载均衡方法。

背景技术

高性能计算系统通常包括前端服务阵列、计算阵列、后端存储阵列三个组成部分。前端服务阵列对外提供远程登录、作业提交、作业调试、资源监控等多种服务，用户使用客户端软件登录到服务阵列获取服务。前端服务阵列通常由多个服务器组成，负载均衡方法负责根据服务器的负载和可用状态将客户端引导到合适的服务器。所谓可用是指服务器处于正常工作状态，能够对外提供服务。目前通常的服务阵列负载均衡方法包括： 

（1）客户端手工选择的负载均衡方法。系统管理员预先给所有客户端分发服务阵列中所有服务器的网络地址列表，客户端手工选择一台服务器根据网络地址登录。该方法使用不方便，客户端使用前需人工选择服务器。同时不能保证客户端登录到当前的轻负载服务器，客户端也可能选择了处于故障状态的服务器登录。

（2）系统管理员预先指定的负载均衡方法。系统管理员预先手工分配不同用户组使用特定的服务器，用户只能登录到管理员指定的一台或者几台服务器。该方法是一种静态的负载均衡方法，不能保证服务器之间的负载保持均衡。

（3）由专用前端负载均衡设备分发负载的负载均衡方法。客户端登录请求提交给专用负载均衡设备，负载均衡设备根据服务器的负载将客户端请求转发给可用的轻负载服务器，其后客户端和服务器之间的网络通信经过负载均衡设备转发。该方法能够较好的解决服务器的负载均衡问题，但由于专用前端负载均衡设备通常工作于OSI互联网七层模型中的第三层或者第四层，无法感知用户，所以不能满足用户亲和性需求。所谓用户亲和性是指将同一个用户的多次登录负载分布到同一个服务器上。没有用户亲和性的支持，同一用户的多次登录负载可能分别被分布到多个不同服务器上，很多用户脚本程序将不能正常运行。高端的负载均衡设备可工作在OSI互联网七层模型中的第七层，但一般是针对web应用的特定实现，无法实现应用透明，不适合应用在高性能计算领域，例如基于cookie的负载均衡会话保持以及基于web访问内容的负载均衡技术。

（4）采用专用的客户端软件的负载均衡方法。专用客户端中集成负载均衡和用户亲和性功能，用户通过专用的客户端提交登录请求，客户端获取服务器的负载和用户当前登录情况并选择合适的轻负载服务器执行登录动作。该方法的主要问题是对于不同的客户端操作系统和不同的服务阵列应用需要开发多个专用服务访问客户端。例如Windows XP的SSH登录客户端和Linux的FTP应用客户端。

（5）基于DNS（domain name service）的负载均衡方法。在DNS服务器中，为服务阵列的域名配置多个服务器的网络地址。客户端登录时向DNS服务器提交域名解析请求，DNS服务器采用轮转的方法选择一个服务器的网络地址并返回给客户端，此后客户端登录所分配的服务器。该方法无法保持用户亲和性，同一客户端在不同时间的登录请求可能被引导到不同的服务器。 

当前的高性能计算服务阵列所包含服务器的个数通常多于2个，规模大的达到64个以上，同时在线的用户达数百个以上，人工的负载分配方法无法满足负载均衡需求。如何实现较大规模的前端服务阵列的自动负载均衡，且在负载分配时如何保持对应用透明和保持用户亲和性是本领域技术人员极为关注的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对高性能计算系统前端服务阵列的负载分配问题，提出一种基于复合域名的服务阵列负载均衡方法，在无需专用负载均衡设备的前提下，能够根据复合域名将客户端登录请求引导到合适的服务器，引导过程中确保服务器的负载均衡和用户的亲和性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：在传统域名中引入用户名形成复合域名。客户端通过复合域名的方式提交登录请求，负载均衡系统根据复合域名获取当前登录的用户名，如果用户已经存在活跃登录，则将其引导到已登录的服务器；如果用户当前未登录，则将其引导到可用的轻负载服务器。该负载均衡方法对客户端环境和服务器应用透明，同时保持用户亲和性。

具体技术方案为：