[發明專利]一種基于復合域名的服務陣列負載均衡方法

無效

• 申請號: 201010282069.X
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN101945130A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 盧宇彤;陳海濤;周恩強;謝旻;蔣艷凰;董勇;曹宏嘉;所光
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04L29/12
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 郭敏

技術領域

本發明涉及高性能計算系統前端服務陣列的負載均衡方法。

背景技術

高性能計算系統通常包括前端服務陣列、計算陣列、后端存儲陣列三個組成部分。前端服務陣列對外提供遠程登錄、作業提交、作業調試、資源監控等多種服務，用戶使用客戶端軟件登錄到服務陣列獲取服務。前端服務陣列通常由多個服務器組成，負載均衡方法負責根據服務器的負載和可用狀態將客戶端引導到合適的服務器。所謂可用是指服務器處于正常工作狀態，能夠對外提供服務。目前通常的服務陣列負載均衡方法包括：?

（1）客戶端手工選擇的負載均衡方法。系統管理員預先給所有客戶端分發服務陣列中所有服務器的網絡地址列表，客戶端手工選擇一臺服務器根據網絡地址登錄。該方法使用不方便，客戶端使用前需人工選擇服務器。同時不能保證客戶端登錄到當前的輕負載服務器，客戶端也可能選擇了處于故障狀態的服務器登錄。

（2）系統管理員預先指定的負載均衡方法。系統管理員預先手工分配不同用戶組使用特定的服務器，用戶只能登錄到管理員指定的一臺或者幾臺服務器。該方法是一種靜態的負載均衡方法，不能保證服務器之間的負載保持均衡。

（3）由專用前端負載均衡設備分發負載的負載均衡方法?？蛻舳说卿浾埱筇峤唤o專用負載均衡設備，負載均衡設備根據服務器的負載將客戶端請求轉發給可用的輕負載服務器，其后客戶端和服務器之間的網絡通信經過負載均衡設備轉發。該方法能夠較好的解決服務器的負載均衡問題，但由于專用前端負載均衡設備通常工作于OSI互聯網七層模型中的第三層或者第四層，無法感知用戶，所以不能滿足用戶親和性需求。所謂用戶親和性是指將同一個用戶的多次登錄負載分布到同一個服務器上。沒有用戶親和性的支持，同一用戶的多次登錄負載可能分別被分布到多個不同服務器上，很多用戶腳本程序將不能正常運行。高端的負載均衡設備可工作在OSI互聯網七層模型中的第七層，但一般是針對web應用的特定實現，無法實現應用透明，不適合應用在高性能計算領域，例如基于cookie的負載均衡會話保持以及基于web訪問內容的負載均衡技術。

（4）采用專用的客戶端軟件的負載均衡方法。專用客戶端中集成負載均衡和用戶親和性功能，用戶通過專用的客戶端提交登錄請求，客戶端獲取服務器的負載和用戶當前登錄情況并選擇合適的輕負載服務器執行登錄動作。該方法的主要問題是對于不同的客戶端操作系統和不同的服務陣列應用需要開發多個專用服務訪問客戶端。例如Windows?XP的SSH登錄客戶端和Linux的FTP應用客戶端。

（5）基于DNS（domain?name?service）的負載均衡方法。在DNS服務器中，為服務陣列的域名配置多個服務器的網絡地址。客戶端登錄時向DNS服務器提交域名解析請求，DNS服務器采用輪轉的方法選擇一個服務器的網絡地址并返回給客戶端，此后客戶端登錄所分配的服務器。該方法無法保持用戶親和性，同一客戶端在不同時間的登錄請求可能被引導到不同的服務器。?

當前的高性能計算服務陣列所包含服務器的個數通常多于2個，規模大的達到64個以上，同時在線的用戶達數百個以上，人工的負載分配方法無法滿足負載均衡需求。如何實現較大規模的前端服務陣列的自動負載均衡，且在負載分配時如何保持對應用透明和保持用戶親和性是本領域技術人員極為關注的技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于：針對高性能計算系統前端服務陣列的負載分配問題，提出一種基于復合域名的服務陣列負載均衡方法，在無需專用負載均衡設備的前提下，能夠根據復合域名將客戶端登錄請求引導到合適的服務器，引導過程中確保服務器的負載均衡和用戶的親和性。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：在傳統域名中引入用戶名形成復合域名?？蛻舳送ㄟ^復合域名的方式提交登錄請求，負載均衡系統根據復合域名獲取當前登錄的用戶名，如果用戶已經存在活躍登錄，則將其引導到已登錄的服務器；如果用戶當前未登錄，則將其引導到可用的輕負載服務器。該負載均衡方法對客戶端環境和服務器應用透明，同時保持用戶親和性。

具體技術方案為：