[发明专利]用于网络业务流的无状态负载平衡的方法、系统和计算机可读介质

说明书

优先权要求

本申请要求享有于2010年5月14日递交的、美国临时专利申请No.61/334,724以及于2010年5月24日递交的、美国专利申请No.12/786,152的优先权；通过引用将这些专利申请中的每一个的公开内容整体并入本文。

技术领域

本文描述的主题涉及负载平衡。更具体地，本文描述的主题涉及用于网络业务流的无状态负载平衡的方法、系统和计算机可读介质。

背景技术

负载平衡（本文中也称作服务器负载平衡（SLB））是一种在多个装置中分配工作量以便提高生产率的方法。例如，可使用多个服务器为网络中的客户节点（诸如计算机、移动电话等）提供服务。SLB的当前实现通常落入到两个主要范畴内：有状态和无状态。有状态实现可以追踪和记录关于每个网络流（例如，相关分组的流）的状态（例如，协议、端口、地址、每天的时间、序列号、分组大小、流的持续时间等），这样能够提供最精确的、粒度级的且特征丰富的负载平衡方案。特别地，有状态实现可以提供内容过滤和内容感知交换。例如，有状态负载平衡器可以阻止某些流（例如，基于协议标识符或端口号）被负载平衡，并且有状态负载平衡器可以识别流中的某些事件（例如，建立会话、已发生超时、会话已结束等）或可以识别流中的内容（例如，被传送的文件），并且，利用该状态信息，可以执行适当的动作（例如，将流锁定到用于给定应用、会话或服务的特定服务器）。虽然有状态实现能够提供各种特征，但是有状态实现通常是资源昂贵的且会受限于可扩展性和性能问题。

相反地，无状态实现通常是资源廉价的。无状态实现典型地利用基于分组的散列法来分配业务，而不存储关于每个网络流的状态或信息。例如，可将分组字段信息（例如，源互联网协议（IP）地址和目的地IP地址）输入到散列方案中用于确定哪个服务器接收每个分组。由于散列值对于计算而言通常是资源廉价的，所以这些无状态实现一般实现起来更快且更容易。虽然无状态实现能够比有状态实现提供更好的性能（例如，更大的分组吞吐量），但是无状态实现缺乏特征并且具有局限性。例如，无状态实现可能缺乏cookie或会话感知。另外，通常无状态实现中的流持续性较不可靠。也就是说，无状态实现在将网络业务流的分组分配到相同服务器方面通常较不一致。此外，传统的无状态负载平衡器需要严格的寻址方案，这会限制分派负载平衡工作量的粒度。

因此，需要改善网络业务流的无状态负载平衡的方法、系统和计算机可读介质。

发明内容

根据一个方面，本文描述的主题包括一种用于执行网络业务流的无状态负载平衡的方法。所述方法发生在层3分组转发和层2交换装置处。所述方法包括以所述装置的介质访问控制（MAC）地址响应来自客户端的地址解析协议（ARP）请求，所述ARP请求包括由所述装置和耦合到所述装置上的多个服务器所分配的虚拟IP（VIP）地址。所述方法还包括从所述客户端接收发往所述VIP地址且具有所述装置的所述MAC地址的分组。所述方法还包括利用对所述客户端而言表现为层2交换操作的层3转发操作在所述服务器中负载分配所述分组。

根据另一方面，本文描述的主题包括一种用于执行网络业务流的无状态负载平衡的层3分组转发和层2交换装置。层3分组转发和层2交换装置包括：地址解析协议（ARP）代理功能模块，用于以所述装置的介质访问控制（MAC）地址响应来自客户端的ARP请求，所述ARP请求包括由所述装置和耦合到所述装置的多个服务器分配的虚拟IP（VIP）地址。层3分组转发和层2交换装置还包括负载平衡模块，其从所述客户端接收发往所述VIP地址且具有所述装置的所述MAC地址的分组，并且所述负载平衡模块利用对所述客户端而言表现为层2交换操作的层3转发操作在所述服务器中负载分配所述分组。

本文描述的用于网络业务流的无状态负载平衡的主题可以在硬件、软件、固件或其各种组合中得以实现。这样，本文中使用的术语“功能”或“模块”指的是用于实现所描述的特征的硬件、软件和/或固件。在一个示例性实现中，可以利用其上存储的具有计算机可执行指令的非瞬态计算机可读介质来实现本文描述的主题，当计算机控制的处理器执行所述指令时，所述计算机执行步骤。适于实现本文描述的主题的示例性计算机可读介质包括非瞬态计算机可读介质，例如磁盘存储设备、芯片存储设备、可编程逻辑设备和专用集成电路。另外，实现本文描述的主题的计算机可读介质可以位于单个设备或计算平台上，或者可以分布到多个设备或计算平台。

附图说明

图1为根据本文描述的主题的实施例的用于无状态负载平衡的示例性系统的网络图；