[發明專利]負載均衡的方法及轉發設備

在審

• 申請號: 201210008910.5
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102447638A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 程銀魁;錢勇
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;梁麗超

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種負載均衡的方法及轉發設備。

背景技術

隨著網絡的快速發展以及相關網絡應用的普及，互聯網已成為人們日常工作生活中必不可缺的一部分。但由于目前現有網絡的各個核心部分隨著業務量的提高，訪問量和數據流量的快速增長，其處理能力和計算強度也相應地增大，使得單一設備根本無法承擔。在此情況下，如果扔掉現有設備去做大量的硬件升級，將造成現有資源的極大浪費，同時隨業務量的提升，又將導致再一次硬件升級的高額成本投入，甚至性能再卓越的設備也不能滿足當前業務量增長的需求。如圖1所示，負載均衡(又稱為負載分擔)，其意思就是將負載進行平衡、分攤到多個操作單元上進行執行，從而共同完成工作任務。負載均衡建立在現有網絡結構之上，它提供了一種廉價又有效的方法擴展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。

現在交換機和路由器的負載均衡，一般采用鏈路聚合技術，它將多條物理鏈路當作一條單一的聚合邏輯鏈路使用，而具體操作，一般是對DMAC，SMAC，DIP，SIP，UDP，PORT等幾個元素進行hash等算法，選取一個出端口。其具體實現方式有兩種：

方式一：純軟件的實現。由于需要實時保障網絡的暢通和高速，設備的CPU可能會不堪重荷。

方式二：軟硬件結合的實現。這樣的解決方案可以在一定程度上減輕設備CPU的負擔，但仍需要它的運算來實現數據包的處理以及向鏈路聚合端口的數據包分發。所以還需要在硬件卡上配置專用的芯片來完成計算任務，最大程度地減輕CPU負擔。另外，上述兩種方法都不夠精細，不能精細化到每條流。

發明內容

本發明提供了一種負載均衡的方法及轉發設備，以至少解決相關技術中訪問量和數據流量快速增長的情況下，單一鏈路或設備無法完成流量承載的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種負載均衡的方法，包括：轉發設備為待轉發的報文生成一個序列號，并建立所述序列號與所述轉發設備上參與負載均衡的物理端口之間的對應關系；所述轉發設備從與所述序列號對應的物理端口轉發所述報文。

優選地，轉發設備為待轉發的報文生成一個序列號包括：所述轉發設備響應于所述報文的觸發以產生所述序列號，其中，所述序列號的值為正整數，每觸發一次，所述序列號的值相應的增加，在所述序列號的值達到預設最大值后從零重新開始增加。

優選地，建立所述序列號與所述轉發設備上參與負載均衡的物理端口之間的對應關系包括：用序列號除以參與負載均衡的物理端口的數目并取余數，確定端口號與所述余數相同的物理端口為對應的物理端口；或將所述序列號散列到參與負載均衡的物理端口以建立所述序列號與物理端口之間的對應關系。

優選地，所述轉發設備為路由器或交換機。

優選地，所述參與負載均衡的物理端口為聚合鏈路端口。

優選地，在轉發設備為待轉發的報文生成一個序列號之前，還包括：從待轉發的所述報文中提取特征信息；根據所述特征信息獲取轉發表的索引，并從所述轉發表中獲取轉發信息。

優選地，所述報文至少包括以下之一：二層報文，三層報文，MPLS報文，PWE3報文。

優選地，所述特征信息至少包括以下之一：所述報文進入的端口PROT信息，轉發標簽信息，所述報文的源MAC地址，所述報文的目的MAC地址，IP源地址，IP目的地址。

根據本發明的另一方面，提供了一種轉發設備，包括：序列號產生模塊，用于為待轉發的報文生成一個序列號，并建立所述序列號與所述轉發設備上參與負載均衡的物理端口之間的對應關系；轉發模塊，用于從與所述序列號對應的物理端口轉發所述報文。

優選地，所述序列號產生模塊包括：序列號產生單元，用于響應于所述報文的觸發以產生所述序列號，其中，所述序列號的值為正整數，每觸發一次，所述序列號的值相應的增加，在所述序列號的值達到預設最大值后從零重新開始增加。

優選地，所述序列號產生模塊還包括：第一建立單元，用于將序列號除以參與負載均衡的物理端口的數目并取余數，確定端口號與所述余數相同的物理端口為對應的物理端口，以建立所述序列號與參與負載均衡的物理端口之間的對應關系；第二建立單元，用于將所述序列號散列到參與負載均衡的物理端口以建立所述序列號與物理端口之間的對應關系。

優選地，所述設備還包括：提取模塊，用于從待轉發的所述報文中提取特征信息；獲取模塊，用于根據所述特征信息獲取轉發表的索引，并從所述轉發表中獲取轉發信息。