[發明專利]一種高速網絡的負載均衡方法

無效

• 申請號: 201010572227.5
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN101977162A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 張超;楊瀚程;李慶;劉曉斌;朱姝;張小倩
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于負載均衡技術領域，尤其涉及一種高速網絡的負載均衡方法。

背景技術

為了提高網絡的安全性，一些安全監測設備用來對用戶流量進行實時監測，可隨著網絡速度的不斷提高，業務量和數據流量的不斷增長，使單一的服務器根本無法承擔，此時如果對設備進行硬件升級，將造成資源浪費且投入成本較高，針對這種情況，一些負載均衡的方法應運而生。

負載均衡的方法是一種廉價、有效、透明的方法，可以擴展現有網絡設備和服務器的帶寬，增加吞吐量，加強網絡數據處理能力，提高網絡的靈活性和可用性。負載均衡的主要原理是：高速網絡的數據流送至負載均衡器，負載均衡器根據某種方法將高速數據流均衡分配到多臺低速的服務器上，實現對高速網絡的流量均衡和監控。所以在負載均衡器中負載均衡方法至關重要。

目前的負載均衡方法主要有靜態均衡和動態均衡，靜態均衡方法主要有：哈希均衡算法（哈希運算）、靜態優先權調度算法、輪詢調度算法、權重輪詢調度算法，動態均衡方法主要有：最少連接數均衡算法和最快響應時間均衡算法。評價一種負載均衡方法優劣的一個重要指標就是均衡度L，即各個服務器間的帶寬利用率偏差，其計算公式為：????????????????????????????????????????????????，其中flow1，flow2為兩個通道的當前流量值，flow為兩個通道的平均理想流量值。以上各種負載均衡方法在對各個服務器分配數據流量時，都沒有考慮各個服務器的當前流量負載情況，所以存在各個服務器間的均衡度不高的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的負載均衡方法均衡度不高的問題，提出了一種高速網絡的負載均衡方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種高速網絡的負載均衡方法，具體包括如下步驟：

S1.?IP數據包首部信息提取，包括提取源IP地址、目的IP地址、源端口號、目的端口號；

S2.?哈希運算，對提取的IP首部信息進行哈希運算，將哈希運算的結果對4求模取余數，根據求模得出的值來分配IP數據包的指示信息到相應的存儲隊列中；

S3.?隊列分發及存儲管理，包括隊列的寫操作管理和讀操作管理；

S4.?多態并行分類及調度，該過程根據各個隊列反饋的空、滿狀態信息和端口流量指示信息，通過控制兩次輪詢操作之間的時間間隔，采用最小流量優先和滿隊列優先的策略輪詢各個隊列，從各個隊列中輪詢讀出相應的IP分組的指示信息，根據指示信息從數據緩存器中讀出相應的數據分組，轉發到相應的目的端口上。具體包括如下步驟：

S41.?每次轉發完一個數據分組時，保存端口流量信息并詢問各個隊列；

S42.?首先判斷是否存在滿隊列，如果存在，再判斷是否存在多個滿隊列，如果只有一個滿隊列，就計算其相應的輪詢等待時間，啟動等待時間計時器，到達輪詢等待時間時，轉發該滿隊列的數據分組到相應的目的端口上；如果存在多個滿隊列，根據這幾個滿隊列統計的已發送數據流量值，選中滿隊列中端口流量值最小的隊列，計算其輪詢等待時間，啟動等待時間計時器，到達輪詢等待時間時轉發該隊列的數據分組到相應的目的端口上，另外，如果多個滿隊列中有兩個以上的隊列的數據流量值相等，且它們的流量值最小，則轉發端口號最小的滿隊列的數據分組到相應的目的端口上；如果不存在滿隊列，選中所有隊列中的非空隊列；

S43.?比較各個非空隊列已發送的數據流量值，判斷非空隊列中是否只有一個隊列的流量值最小，如果是，就計算該隊列的輪詢等待時間，啟動等待時間計時器，到達輪詢等待時間時，就直接轉發該隊列對應的數據分組到相應的目的端口上；否則，選中端口號最小的隊列，計算其輪詢等待時間，啟動等待時間計時器，達到輪詢等待時間時，轉發該隊列對應的數據分組到相應的目的端口上。

步驟S2中，所述的哈希運算為IPSX哈希算法。

本發明的有益效果：本發明利用將靜態均衡與動態自適應均衡相結合的動態自適應哈希均衡策略，提出了一種前端利用靜態哈希均衡算法和后端利用多態并行分類及調度算法的高速網絡負載均衡方法，該方法利用了當前流量負載情況，使得高速數據流可以均衡分配到多個低速網絡接口上，提高各個子通道相互間的均衡度。

附圖說明

圖1是本發明的高速網絡負載均衡方法的邏輯框圖。?

圖2是本發明的高速網絡負載均衡方法的流程圖。

圖3是本發明的多態并行分類及調度算法的流程圖。

具體實施方式