[发明专利]一种服务器状态可感知的四层负载均衡器及均衡方法

说明书

本发明公开了一种服务器状态可感知的四层负载均衡器及均衡方法，其中，均衡器包括：通信模块，用于接收服务器的记录消息，并根据记录消息将对应的表项插入连接表；数据存储模块，用于每隔预设时长采集DIP资源池的信息，并发布状态更新事件；权值更新模块，用于根据状态更新事件进行状态分析，并分配权值，其中，根据服务器的当前运行状态得到权值，并控制通信模块将权值分配转化为表项后插入到路由表中，以根据当前运行状态实现智能化负载均衡。该均衡器可以根据服务器当前运行状态进行智能化负载均衡，降低后台服务器超载概率，同时也可以保持可编程交换机在性能和灵活性上的优势。

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种服务器状态可感知的四层负载均衡器及均衡方法。

背景技术

随着近些年来各类网络业务的飞速发展，以及互联网在工业生产及日常生活中工作用的地位不断提升。面对如此大规模的用户产生的海量流量，互联网业务提供者很难通过一台服务器实现对所有用户的服务。此时，通过增加服务器数量来提高可服务用户数就是最简单易行的方案。而这种方案就需要四层负载均衡系统将用户的业务请求均匀的分配给后台的大量服务器并持续为他们传输后续的数据包。

每一个现代数据中心都需要强大的四层负载均衡系统。据统计，在过去六年间，数据中心的流量大约上升了50倍，而其中超过40％的流量都需要进行四层负载均衡。面对如此巨大的流量，四层负载均衡系统需要具有极高的性能。同时，由于业务的快速发展会对于负载均衡系统提出各种新的需求，所以四层负载均衡系统还需要具有一定的灵活性。

从实现的平台来看，目前的四层负载均衡系统可以分为专有负载均衡器，软件负载均衡器和基于交换机的负载均衡器。其中专有负载均衡器主要以A10、F5等公司生产的专有硬件设备为代表。这种方案虽然性能极高但由于是专有硬件所以面临价格昂贵并且灵活性很差的问题。为了克服这些困难，基于通用服务器实现的软件负载均衡器，灵活性非常高并且可以通过增加用于构成负载均衡功能的服务器数量进行便捷的扩展。但是这类软件负载均衡器也面临着时延高、抖动大的问题，而且这种问题很难从软件设计的角度避免。此后出现了一种利用商用交换机的ECMP(Equal-Cost Multi Path，等价多路径)功能配合软件交换机实现负载均衡器的方案。而随着可编程交换机的发展和ASIC(Application-Specific Integrated Circuit，专用集成电路)的片上SRAM(Static Random-AccessMemory，静态随机存取存储器)不断增加以及SDN(Software Defined Network，软件定义网络)的发展。基于可编程交换机或Openflow交换机的方案也开始涌现，可编程交换机的特点决定了其在灵活性和性能方面相比原有四层负载均衡方案更具优势。但这些方案都面临服务器状态无感知的问题。

上述的方案大多都只通过简单的ECMP进行负载均衡，即将用户的请求均匀的分配给所有的后台服务器。部分方案可以支持静态加权算法，即将用户的请求按照固定的权值分配给后台服务器。但是由于服务器异构、业务状态的不确定性等原因，按照固定的权值进行分配会导致后台服务器的负载状态在运行中出现很大差异。即这种不考虑后台服务器当前运行状态的策略很容易造成某些服务器已经超载而其他服务器还比较空闲。这种负载状态的不均匀就会导致部分被分配给较重负载服务器的请求响应时间增加。同时这种服务器状态无感知的策略在出现了这种负载状态不均衡的情况后也不会做出改变，而是继续按照固定比例分配新请求。也就是说，这种策略在不均衡的情况出现后也无法为此做出调整从而有效平衡所有服务器上的负载。而实际上，如果可以根据观测到的服务器当前运行状态实时调整权值分配就可以有效降低部分服务器超载的概率，在发生超载后也可以快速进行调整。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种服务器状态可感知的四层负载均衡器，该均衡器可以根据服务器当前运行状态进行智能化负载均衡，降低后台服务器超载概率，同时也可以保持可编程交换机在性能和灵活性上的优势。