[发明专利]负载均衡方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及流量处理技术领域，具体涉及负载均衡方法及装置。

背景技术

随着因特网的快速发展和业务量的不断提高，基于网络的数据访问流量迅速增长，特别是对数据中心、大型企业以及门户网站等的访问，其访问流量甚至达到了10GB/s的级别，服务器逐渐被数据淹没；但是，相对于网络技术的发展，服务器处理速度和内存访问速度的增长却远远低于网络带宽和应用服务的增长，因而服务器成为了网络瓶颈，传统的单机模式也往往成为网络故障点，如图1所示，当访问流量快速增长、业务量不断提高时，服务器的响应会变慢，若用户希望获得24小时的不间断可用性及较快的系统反应时间，则无法得到满足。

由多台服务器组成一个群组，它们通过网络设备相连接，这些服务器提供相同或相似的网络服务。服务器群组前布局一个负载均衡设备，负责根据已配置的均衡策略将用户请求在服务器群组中分发，为用户提供服务，并对服务器做可用性的维护。

现有的负载均衡技术分为四层负载均衡技术和七层负载均衡技术，四层负载均衡技术基于传输层特征进行业务负载分担，一般按流进行业务分发，即同一条连接中的所有业务报文发送给同一台真实服务器。七层负载均衡技术一般指基于超文本传输协议(HTTP，Hypertext Transfer Protocol)业务的负载均衡，需要识别到传输内容以决定负载分担策略。

以IPv4为核心技术的因特网获得巨大成功，但IPv4地址资源紧张直接限制了IP技术应用的进一步发展，到1996年已将80％的A类网络地址、50％的B类地址、10％的C类地址全部分配了，移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址。无类域间路由(CIDR，Classless Inter-Domain Routing)、可变长子网掩码(VLSM，Variable Length Subnet Mask)、网络地址转换(NAT，Network Address Translation)混合地址等技术只能暂时缓解IPv4地址紧张，但无法根本解决地址问题，IP地址短缺问题直接加速了IPv4升级的需求。

互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)在20世纪90年代提出下一代互联网协议IPv6，目前IPv6成为公认的IPv4未来的升级版本。最本质的改进-几乎无限的地址空间：地址长度由32位增加到128位，提供340万亿万亿万亿个地址，地球表面67万亿个地址/平方米。

IPv6地址的表示方法如下：

用十六进制表示，如：FE08：...。

4位一组，中间用“:”隔开，共8组，即共32个字符，如2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff。

以零开头的组可以省略前面的0，全0的组可用“::”表示，如：2001:410:0:1::45ff。

地址前缀长度用“/xx”来表示，如：1::1/64。

图2给出了IPv6报文的结构示意图，如图2所示，一个IPv6报文包括：

版本(Version)：4bit版本号：6，即二进制0110，表示IPv6信息包；

流量级别(Traffic Class)：用于源节点或路由器识别和区分不同级别的IPv6信息包，相当于IPv4的TOS字段；

流标签(Flow Label)：标识一系列属于同一流的信息包。一个流可以由源IPv6地址和非空的流标签唯一地标识。

载荷长度(Payload Length)：指IPv6信息包除去报头之后的数据字段的长度，以字节为单位，最大载荷长度为65535；

下一个报头(NH，Next Header)：8位的下一个报头字段指出IPv6报头之后的报头类型，相当于IPv4的协议号。

跳数限制(Hop Limit)：信息包每向前经过一个转发节点路程段限制减1，当跳数限制减至0，则丢弃该信息包，相当于IPv4的TTL。

IPv4与IPv6报文结构比较：

IPv4的TOS字段相当于IPv6的流量类型字段；

IPv4的TTL字段相当于IPv6的跳段数限制字段；

IPv4的协议字段相当于IPv6的下一报头字段。

图3给出了一个现有的实现IPv4负载均衡的组网图，如图3所示，在IPv4负载均衡技术中，负载均衡设备对外提供一个前端IPv4虚服务地址作为业务访问地址，客户端通过该地址进行业务访问，感知不到后端的服务器群的存在。

图4为现有的实现IPv4负载均衡的流程图，如图4所示，其具体步骤如下：