[发明专利]负载均衡设备以及负载均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载均衡方法，特别是应用在数据中心领域中同时改善网络资源和服务器资源利用效率的负载均衡设备以及负载均衡方法。

背景技术

专利文献I(CN101431532A)提出了一种内容分发网络中的负载均衡方法。通过资源管理设备收集资源信息并分发给负载均衡设备，由负载均衡设备根据收到的资源信息和预定的资源分配策略选择合适的缓存服务器，从而提高系统的性能和效率。其中所用的资源信息包括服务器的存储容量、存储容量已使用百分比、CPU使用率、服务器出口总带宽及带宽使用率。资源分配策略的表现形式是服务器节点选择算法，输出是可用服务器的有序列表。比如，资源分配策略可设定为：优先选择CPU使用率低的节点；如果各节点的CPU使用率差异在一定范围之内(比如5％～10％)，优先选择可用带宽大的节点；如果各节点可用带宽使用差异在一定范围内(比如5％～10％)，优先选择可用存储空间大的节点。

在专利文献I提到的负载均衡方法中，存在以下缺陷：仅考虑了服务器处理业务的能力和服务器的负载均衡，而没有考虑到达该服务器的网络链路的可用带宽，因此在易拥塞的网络环境中，并不能有效保障业务的质量，特别是对于具有高带宽需求的业务。

专利文献II(CN102055663A)提出了一种覆盖网络中的负载均衡方法，根据业务的资源需求，在覆盖网络中搜索一条端到端的最优负载均衡服务路径使其能满足业务的QoS(Quality of Service)需求。专利文献II改进了专利文献I中的缺陷，同时考虑节点的计算资源和路径的传输资源是否都能够满足业务的资源需求，并从中选择一条最优路径响应用户请求，从而改善用户体验，优化网络资源利用效率。但是该文献中的方法仍存在如下问题：只考虑了为当前的业务需求分配最优的资源，而没有考虑业务对不同资源需求的差异性及全局资源利用率的最大化，从而很难适应业务的动态变化特别是未来某些对资源要求不均衡的业务的突发。此外，对每个到达的业务请求，为了寻找最优服务路径需要将网络中存在的所有可能路径重新搜索一遍，导致计算量大，服务效率低下。

专利文献I：CN101431532A，中国电信，“一种内容路由方法、负载均衡设备和资源管理设备”，filed 15，Dec，2008。

专利文献II：CN102055663A，武汉大学，“一种在覆盖网络中实现负载均衡的QoS路由分配方法”，filed 10th，Oct，2009.

为了优化全局的资源利用效率，进一步改善数据中心网络的服务能力，本发明提供了一种路由有意识的负载均衡装置及方法，考虑业务需求与网络资源的最佳匹配，结合当前服务器可用负载及路径的可用带宽为业务分配服务器及路由组合的分配方案。目前的数据中心特别是面向物联网的数据中心支持多种业务类型，不同类型的业务对服务器资源和网络带宽资源的需求也存在差异，比如基于搜索的业务需要低带宽和大量计算资源，视频点拨业务则需要高带宽和少量计算资源，某些传感器的业务仅需要低带宽和少量计算资源。对于用户行为不可预知的物联网应用来说，随着业务流量的不均匀分布，某种业务汇聚的链路上可能带宽利用率很高但相连的服务器负载却很轻，相反某些链路可能带宽利用率很低但相连的服务器的负载却很重。前者会降低业务的性能，后者则会造成大量带宽资源的浪费。

发明内容

本发明目的在于提供一种负载均衡设备以及负载均衡方法，在动态的数据中心网络中针对不同资源需求的业务选择与其资源匹配度最佳的服务器及路由的组合，在均衡服务器的业务分配与路径的流量分配的同时改善资源的分配效率，从而最大化全局的资源利用，提高网络的处理容量，节约数据中心的建设成本。

一种负载均衡设备，在数据中心网络中进行负载均衡的资源分配，其特征在于，根据业务的服务器资源需求和网络传输资源需求将业务划分成多个业务块，并将所述数据中心网络中的空闲服务器资源和空闲网络传输资源划分成多个资源块，监控所述数据中心网络中的空闲服务器资源和空闲网络传输资源，从而将针对服务器的空闲服务器资源和空闲网络传输资源的组合与各资源块建立对应，识别进入数据中心网络的业务请求所属的业务块，基于所述业务块和所述资源块之间的对应关系，对该业务请求分配所述空闲服务器资源和空闲网络传输资源的组合。