[发明专利]一种基于SDN的服务器负载均衡方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于SDN的服务器负载均衡方法及装置，该方法包括以下步骤：接收数据包，若SDN交换单元的流表中不存在匹配的转发规则或匹配的转发规则已经过期，发送数据包转发请求；SDN控制单元在收到数据包转发请求时，调用服务器状态表，如果服务器状态记录未过期，则根据服务器状态记录和负载均衡策略生成数据包的转发规则指令，并下发至SDN交换单元；SDN交换单元更新流表，并根据更新后的流表得到匹配的转发规则。本发明在负载均衡决策时仍然采用了静态负载均衡策略，采用高效的静态均衡算法实现，可以确保决策执行的性能优势，同时，可以提前将高负载，高风险的服务器筛选出来，降低了工作量。

技术领域

本发明涉及网络技术应用领域，特别涉及一种基于SDN的服务器负载均衡方法及装置。

背景技术

软件定义网络SDN是一种新的网络架构，其核心思想是解决了网络数据转发和决策分离问题。SDN主要包括两大类组件：一类是SDN控制器，用于集中化管理和控制网络数据的转发规则，监控SDN设备及链路的状态；另一类是SDN交换机，用于根据网络转发规则转发网络数据。基于SDN的网络架构，不仅可以支持动态网络资源管理，还可以支持更多的网络服务应用，实现网络可编程，网络虚拟化等需求。

服务器负载均衡(Load Balance)指对多台服务器进行流量均衡分发的过程。负载均衡可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力，通过消除单点故障提升应用系统的可用性。

负载均衡算法主要分为静态负载均衡算法和动态负载均衡算法。静态负载均衡算法包括轮转、随机、优先权等，特点是实现简单，但缺乏服务器状态感知能力。动态负载均衡算法包括最小连接、最快模式、预测模式等，特点是均衡效果好，不足之处是实现比较复杂，成本高，可扩展性差等。

申请号为201610086201.7，发明名称为一种面向软件定义的服务器负载均衡方法的发明专利申请公开的服务器负载均衡方法，根据SDN交换设备端口的数据流速实施负载均衡决策，其结果是实现网络流量在SDN网络各端口之间均衡分配。然而，这个负载均衡结果可能是不合适的，因为该专利申请没有考虑服务器的负载情况(如CPU占用率，内存占用率等)，可能将网络数据转发给已经超负荷运行的服务器，违背了服务器负载均衡的本意。同时，在该均衡方法中，每个服务请求都需要提交给SD控制器进行负载均衡决策，当出现大规模服务请求时，容易造成负载均衡决策过程性能瓶颈。

申请号为201510882642.3，发明名称为基于SDN的云服务器负载均衡方法及装置的发明专利申请公开的云服务器负载均衡方法，以服务器集群的总服务器负载作为考察对象，根据第一阈值和第二阈值动态实施开通或关闭云服务器，本质上解决的是服务资源的动态伸缩问题。当总负载在第一阈值和第二阈值之间时，没有考虑网络数据包的均衡分配问题，也就是说这种方法并不能起到服务器的负载均衡效果。

申请号为201410069027.6，发明名称为基于SDN的分布式服务器负载均衡方法公开的技术方案基于动态负载均衡算法来实现，采用一个性能函数来动态确定参与负载均衡决策的服务器，算法复杂性较高，由于没有对所有服务器进行过滤，每次执行负载均衡决策时需要对所有服务器执行性能函数运算，导致负载均衡决策过程效率低。而且，这种负载均衡方法存在故障异常时服务不可用的情况，SDN网络中每个交换机不仅和服务器连接，还和其他交换机相连。当SDN网络规模很大时，一旦出现某个交换机故障，则需要再次更新每个SDN交换机的流表，从而引入网络延迟。

上述三种负载均衡方法，均没有考虑服务器风险因素，缺乏负载均衡安全感知能力。从客户需求角度分析，服务应该是高可用性和低风险性的，因此，负载均衡决策过程应该尽可能避免将用户请求分发给高风险的服务器，降低服务器风险的影响范围。

现有的负载均衡方法中基于静态负载均衡算法的技术方案实现简单高效，但缺乏服务器状态感知能力；现有基于动态负载均衡算法的技术方案需要实时获取服务器状态，算法复杂度高，而且缺乏候选服务器的预筛选步骤，每次负载均衡算法执行时需要对所有的服务器进行分析，执行效率低。