[发明专利]负载均衡系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种负载均衡系统及方法。

背景技术

随着业务量的提高、访问量和数据量的爆炸式增长，单服务器的计算能力已经捉襟见肘，各种分布式计算技术应运而生。为了充分发挥各个服务器节点的性能，提高资源利用率与运行效率，必须通过有效的方式协调各节点工作，平衡各节点的负载。

集群工作的协调方式包括集中式和分布式两种。集中式方式中工作量的分配交由负载均衡中心负责，虽然增加了设备需求，但控制相对简单，明确的分工使得服务器能更好地提供服务。集中式负载均衡技术又分为静态和动态两种。

静态的负载均衡技术中，负载均衡中心按照配置或规则直接分配任务，不考虑各节点当前的负载状况和运行状态。静态负载均衡方式控制简单，负载均衡中心仅作为工作量转发中介，产生的额外负载较低，因而负载中心不容易成为性能负载。但是，这种方式由于没有对各服务器当前状态有全局性的把握，因此均衡效果有限，不适用于大型异构集群和使用环境复杂的服务器。

动态负载均衡技术根据服务器工作状态动态分配工作量，包括三个基本过程：服务器状态信息收集、工作量的分配和反馈信息与对反馈信息的反应。动态负载均衡方式由于考虑了各个服务器的全局状态，因此均衡效果更优，但是其计算量相对较大，导致负载均衡中心容易成为新的性能瓶颈。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种既可以保证服务器资源的充分利用又能避免成为性能瓶颈的负载均衡系统。

本发明的另一目的在于提出一种负载均衡方法。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例的负载均衡系统包括第一级负载均衡器、多个第二级负载均衡器以及多个服务器，其中，所述第一级负载均衡器用于接收多个任务并使用第一策略将所述多个任务分配至所述多个第二级负载均衡器；所述多个第二级负载均衡器用于使用第二策略将所述多个任务分配至所述多个服务器。

根据本发明实施例的负载均衡系统，引入层次化概念，采用多级负载均衡方法，降低了负载均衡中心成为性能瓶颈的可能性，同时支持更复杂的负载均衡策略，提升了负载均衡过程的灵活性、准确性、健壮性和安全性等，从而提高了集群的资源利用率与运行效率。

另外，本发明实施例的负载均衡系统还具有如下的附加技术特征：

所述负载均衡系统还包括多个第三级负载均衡器，所述多个第三级负载均衡器连接在所述第一级负载均衡器和所述多个第二级负载均衡器之间，用于接收所述第一级负载均衡器分配的所述多个任务并使用第三策略将所述多个任务分配至所述多个第二级负载均衡器。由此，可以保证工作量在各个负载均衡器之间均衡分配。

所述第一策略包括随机分配、轮询或加权轮询。

所述第二策略包括每个第二级负载均衡器收集一组服务器中每个服务器的信息，根据所述每个服务器的信息计算所述每个服务器的能力，在所述多个第二级负载均衡器之间共享所述每个服务器的能力并根据所述每个服务器的能力分配所述多个任务。

所述每个服务器的信息包括硬件资源利用率、网络使用状态和CPU状态。

所述第三策略包括：随机分配；轮询或加权轮询；或每个第三级负载均衡器获取一组第二级负载均衡器中每个第二级负载均衡器的能力，在所述多个第三级负载均衡器之间共享每个第二级负载均衡器的能力并根据所述每个第二级负载均衡器的能力将所述多个任务分配至所述多个第二级负载均衡器。

所述多个第二级负载均衡器根据N_a/∑N＝L_a/∑L将任务分配给服务器，其中Na是分配给所述服务器的任务量，∑N为所述多个任务的总任务量，La为所述服务器的能力值，∑L为所述多个服务器的能力值之和。

每个第二级负载均衡器通过询问收集一组服务器中每个服务器的信息或者每组服务器中每个服务器向一个第二级负载均衡器注册一组服务器中每个服务器的信息。

各级负载均衡器之间通过总线互联。

为了实现上述目的，根据本发明第二方面的实施例的负载均衡方法，包括以下步骤：第一级负载均衡器接收多个任务并使用第一策略将所述多个任务分配至多个第二级负载均衡器；以及所述多个第二级负载均衡器使用第二策略将所述多个任务分配至多个服务器。