[發明專利]一種服務器負載均衡方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201110295820.4
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN103023942A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 陳建;唐會軍
• 申請（專利權）人: 奇智軟件（北京）有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/12;H04L12/803
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

技術領域

本申請涉及負載均衡技術，特別是涉及一種服務器負載均衡方法、裝置及系統。

背景技術

在互聯網應用技術中，負載均衡一直是熱門話題，LVS負載均衡是其中的一種負載均衡技術。LVS的英文全稱是Linux?Virtual?Server，即Linux虛擬服務器。LVS主要用于多服務器的負載均衡，工作在網絡層，可以實現高性能、高可用的服務器集群技術。

LVS負載均衡的系統結構如圖1所示，主要包括客戶端(Client)、虛擬服務器(LVS)和真實服務器(Real?Server，簡稱RS)。其中，LVS最主要的功能是提供包轉發和負載均衡，LVS通過虛擬一個對外訪問的IP(vip)，當用戶訪問vip時到達LVS，LVS根據一定的規則選擇一個RS，RS處理完成后返回給客戶端數據。

LVS目前支持VS/DR、VS/NAT和VS/TUN三種工作模式。

VS/DR(Virtual?Server?via?Direct?Routing)，即通過直接路由技術實現虛擬服務器。VS/DR通過改寫請求報文的MAC地址，將請求發送到RS，而RS將響應直接返回給客戶。

VS/NAT(Virtual?Server?via?Network?Address?Translation)，即通過網絡地址轉換技術實現虛擬服務器。當請求來到時，VS/NAT將數據報文中的目標地址(即虛擬IP地址vip)改成具體的某臺RS，端口也改成RS的端口，然后把報文發給RS。RS處理完數據后，需要返回給VS/NAT，然后VS/NAT將數據包中的源地址和源端口改成vip的地址和端口，最后把數據發送出去。

VS/TUN(Virtual?Server?via?IP?Tunneling)，即通過IP隧道技術實現虛擬服務器。是將一個IP報文封裝在另一個IP報文的技術，這可以使得目標為一個IP地址的數據報文能被封裝和轉發到另一個IP地址。它跟VS/NAT基本一樣，但是RS是直接返回數據給客戶端，不需要經過VS/TUN。

在上述三種工作模式下，LVS與后端的RS均需要兩層互聯，即LVS與RS處在同一個網段中并使用兩層協議通信，由此帶來的問題是：限制了LVS和RS的部署和級聯方式，LVS不能為跨網段的RS提供服務，只能使用較為扁平的網絡拓撲，從而大大局限了網絡拓撲。

為了能為多個網段的RS服務，現有的技術提出一種在VS/DR和VS/NAT工作模式下的實現方法，該方法通過在LVS網卡上打tag來實現。

通常，服務器的網卡通過網線與路由器/交換機端口相連以連通網絡。交換機端口一般有兩種工作模式，一種是access模式，一種是trunk模式。在access模式下，交換機端口只能屬于一個vlan(Virtual?Local?Area?Network，虛擬局域網)，對應的服務器網卡就配置一個網段的ip；在trunk模式下，交換機端口可以屬于多個vlan，因此，對應的服務器網卡就可以配置多個網段的ip，為了在網卡上配置多個網段，就需要對網卡打tag，每個tag對應著一個網段。

對應到LVS的VS/DR和VS/NAT模式，一般情況下LVS需要和后端的RS位于同一個網段，但是如果后端RS位于多個網段，就需要把LVS網卡的上聯端口設置為trunk模式，并且在LVS的網卡上打上多個tag，然后在每個tag上配置不同的網段來實現。

這種在LVS網卡上打tag的方式可以使LVS服務于多個網段的RS，但是同一個路由器/交換機上的端口比較有限，限制了LVS上能夠提供服務的RS數目。而且，LVS和RS之間仍是兩層互聯，并沒有實現真正意義上的跨網段服務。

因此，需要實現一種全新的跨網段技術，使LVS能為更多不同網段的RS提供服務，在真正意義上擴展網絡拓撲。

發明內容

本申請提供了一種服務器負載均衡方法、裝置及系統，以使LVS實現跨網段的負載均衡。

為了解決上述問題，本申請公開了一種服務器負載均衡方法，包括：

配置第一虛擬地址及其端口，和，第二虛擬地址及其端口，其中第一虛擬地址及其端口用于與客戶端建立連接，第二虛擬地址及其端口用于與真實服務器建立連接；

當接收客戶端發來的數據包時，將該數據包中的源地址及源端口轉換為第二虛擬地址及其端口，將該數據包的目的地址及目的端口轉換為真實服務器的地址及其端口，然后將轉換后的數據包轉發給真實服務器；