[发明专利]一种公有云网络负载均衡系统架构及实现方法在审

专利信息
申请号: 201910666177.8 申请日: 2019-07-23
公开(公告)号: CN110392108A 公开(公告)日: 2019-10-29
发明(设计)人: 胡章丰;李彦君;任秋峥;张信杰;路海龙 申请(专利权)人: 浪潮云信息技术有限公司
主分类号: H04L29/08 分类号: H04L29/08;H04L12/713;H04L12/46
代理公司: 济南信达专利事务所有限公司 37100 代理人: 姜明
地址: 250100 山东省济南市高*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 公有云 网络负载均衡 管理器模块 系统架构 服务器 北向接口模块 配置数据库 策略路由 代理模块 负载均衡 客户端IP 控制平面 数据平面 协议封装 协议支持 零配置 会话 配置 网络
【说明书】:

发明特别涉及一种公有云网络负载均衡系统架构及实现方法。该公有云网络负载均衡系统架构,包括北向接口模块,LB管理器模块,策略路由管理器模块,LB配置数据库,LB代理模块和LVS模块;其中,所述北向接口模块,LB管理器模块,策略路由管理器模块和LB配置数据库位于控制平面,所述LB代理模块和LVS模块位于数据平面。该公有云网络负载均衡系统架构及实现方法,不破坏会话透明性,客户端IP地址对后端RS服务器可见,同时不需要修改后端RS服务器的配置和后端RS服务器零配置,也不需要额外的协议支持和额外的协议封装开销,实现了公有云网络四层负载均衡。

技术领域

本发明涉及云计算和计算机网络技术领域,特别涉及一种公有云网络负载均衡系统架构及实现方法。

背景技术

公有云服务提供商一把都会向其租户提供VPC(Virtual Private Cloud)、EIP(Elastic IP)、SLB(Service Load Balancer)等基础网络服务。负载均衡(即SLB)作为公有云的一项重要基础服务,在公有云网络中扮演着相当重要的角色。公有云的负载均衡服务与传统意义上的软件负载均衡和硬件负载均衡相比,具有一定的相似性,但也有其独有的一些特性,比如公有云的负载均衡实例通常位于租户VPC内部,公有云负载均衡实例一般以虚拟化的方式存在(少数追求高性能的公有云负载均衡可能会直接采用硬件方式),公有云的四层负载均衡服务一般不能配置租户的后端服务器(需要以透明的方式与后端realserver配合使用)。

四层负载均衡最典型的实现方案是LVS(Linux Virtual Server),目前业界的四层负载均衡方案都是基于LVS或其变种来实现的。LVS有四种工作模式,NAT模式、TUN模式、DR模式、FULLNAT模式。NAT模式是通过网络地址转换的方法来实现调度的,首先调度器(LB)接收到客户的请求数据包时(请求的目的IP为VIP),根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器(RS),然后调度就把客户端发送的请求数据包的目标IP地址及端口改成后端真实服务器的IP地址(RIP,Real IP),这样真实服务器(RS)就能够接收到客户的请求数据包了,真实服务器响应完请求后,查看默认路由(NAT模式下我们需要把RS的默认路由设置为LB服务器)把响应后的数据包发送给LB,LB再接收到响应包后,把包的源地址改成虚拟地址(VIP)然后发送回给客户端。TUN模式是在LB和RS之间的传输不用改写IP地址,而是把客户请求包封装在一个IP tunnel里面,然后发送给RS节点服务器,节点服务器接收到之后解开IP tunnel后,进行响应处理,并且直接把包通过自己的外网地址发送给客户不用经过LB服务器。DR模式是通过改写请求报文的目标MAC地址,将请求发给真实服务器的,而真实服务器响应后的处理结果直接返回给客户端用户,同TUN模式一样,DR模式可以极大的提高集群系统的伸缩性,而且DR模式没有IP隧道的开销,对集群中的真实服务器也没有必要必须支持IP隧道协议的要求,但是要求调度器LB与真实服务器RS都有一块网卡连接到同一物理网段上,必须在同一个局域网环境,DR模式是互联网企业中使用比较多的一种模式。FULLNAT模式转发数据包是类似NAT模式,IN和OUT数据包都是经过LVS,唯一的区别是后端RealServer或者交换机不需要做任何配置,FULLNAT模式的主要原理是引入local address(内网ip地址),cip-vip转换为lip->rip,而lip和rip均为IDC内网ip,可以跨三层通信。

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