[發(fā)明專利]負(fù)載均衡設(shè)備以及負(fù)載均衡方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210033677.6
• 申請(qǐng)日: 2012-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103259739A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳娟;石穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): H04L12/803
• 分類號(hào): H04L12/803
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 楊謙;胡建新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種負(fù)載均衡方法，特別是應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域中同時(shí)改善網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)器資源利用效率的負(fù)載均衡設(shè)備以及負(fù)載均衡方法。

背景技術(shù)

專利文獻(xiàn)I(CN101431532A)提出了一種內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡方法。通過(guò)資源管理設(shè)備收集資源信息并分發(fā)給負(fù)載均衡設(shè)備，由負(fù)載均衡設(shè)備根據(jù)收到的資源信息和預(yù)定的資源分配策略選擇合適的緩存服務(wù)器，從而提高系統(tǒng)的性能和效率。其中所用的資源信息包括服務(wù)器的存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)容量已使用百分比、CPU使用率、服務(wù)器出口總帶寬及帶寬使用率。資源分配策略的表現(xiàn)形式是服務(wù)器節(jié)點(diǎn)選擇算法，輸出是可用服務(wù)器的有序列表。比如，資源分配策略可設(shè)定為：優(yōu)先選擇CPU使用率低的節(jié)點(diǎn)；如果各節(jié)點(diǎn)的CPU使用率差異在一定范圍之內(nèi)(比如5％～10％)，優(yōu)先選擇可用帶寬大的節(jié)點(diǎn)；如果各節(jié)點(diǎn)可用帶寬使用差異在一定范圍內(nèi)(比如5％～10％)，優(yōu)先選擇可用存儲(chǔ)空間大的節(jié)點(diǎn)。

在專利文獻(xiàn)I提到的負(fù)載均衡方法中，存在以下缺陷：僅考慮了服務(wù)器處理業(yè)務(wù)的能力和服務(wù)器的負(fù)載均衡，而沒(méi)有考慮到達(dá)該服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)鏈路的可用帶寬，因此在易擁塞的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，并不能有效保障業(yè)務(wù)的質(zhì)量，特別是對(duì)于具有高帶寬需求的業(yè)務(wù)。

專利文獻(xiàn)II(CN102055663A)提出了一種覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡方法，根據(jù)業(yè)務(wù)的資源需求，在覆蓋網(wǎng)絡(luò)中搜索一條端到端的最優(yōu)負(fù)載均衡服務(wù)路徑使其能滿足業(yè)務(wù)的QoS(Quality?of?Service)需求。專利文獻(xiàn)II改進(jìn)了專利文獻(xiàn)I中的缺陷，同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源和路徑的傳輸資源是否都能夠滿足業(yè)務(wù)的資源需求，并從中選擇一條最優(yōu)路徑響應(yīng)用戶請(qǐng)求，從而改善用戶體驗(yàn)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源利用效率。但是該文獻(xiàn)中的方法仍存在如下問(wèn)題：只考慮了為當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求分配最優(yōu)的資源，而沒(méi)有考慮業(yè)務(wù)對(duì)不同資源需求的差異性及全局資源利用率的最大化，從而很難適應(yīng)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)變化特別是未來(lái)某些對(duì)資源要求不均衡的業(yè)務(wù)的突發(fā)。此外，對(duì)每個(gè)到達(dá)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，為了尋找最優(yōu)服務(wù)路徑需要將網(wǎng)絡(luò)中存在的所有可能路徑重新搜索一遍，導(dǎo)致計(jì)算量大，服務(wù)效率低下。

專利文獻(xiàn)I：CN101431532A，中國(guó)電信，“一種內(nèi)容路由方法、負(fù)載均衡設(shè)備和資源管理設(shè)備”，filed?15，Dec，2008。

專利文獻(xiàn)II：CN102055663A，武漢大學(xué)，“一種在覆蓋網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的QoS路由分配方法”，filed?10th，Oct，2009.

為了優(yōu)化全局的資源利用效率，進(jìn)一步改善數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力，本發(fā)明提供了一種路由有意識(shí)的負(fù)載均衡裝置及方法，考慮業(yè)務(wù)需求與網(wǎng)絡(luò)資源的最佳匹配，結(jié)合當(dāng)前服務(wù)器可用負(fù)載及路徑的可用帶寬為業(yè)務(wù)分配服務(wù)器及路由組合的分配方案。目前的數(shù)據(jù)中心特別是面向物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心支持多種業(yè)務(wù)類型，不同類型的業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)器資源和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的需求也存在差異，比如基于搜索的業(yè)務(wù)需要低帶寬和大量計(jì)算資源，視頻點(diǎn)撥業(yè)務(wù)則需要高帶寬和少量計(jì)算資源，某些傳感器的業(yè)務(wù)僅需要低帶寬和少量計(jì)算資源。對(duì)于用戶行為不可預(yù)知的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，隨著業(yè)務(wù)流量的不均勻分布，某種業(yè)務(wù)匯聚的鏈路上可能帶寬利用率很高但相連的服務(wù)器負(fù)載卻很輕，相反某些鏈路可能帶寬利用率很低但相連的服務(wù)器的負(fù)載卻很重。前者會(huì)降低業(yè)務(wù)的性能，后者則會(huì)造成大量帶寬資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種負(fù)載均衡設(shè)備以及負(fù)載均衡方法，在動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)不同資源需求的業(yè)務(wù)選擇與其資源匹配度最佳的服務(wù)器及路由的組合，在均衡服務(wù)器的業(yè)務(wù)分配與路徑的流量分配的同時(shí)改善資源的分配效率，從而最大化全局的資源利用，提高網(wǎng)絡(luò)的處理容量，節(jié)約數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本。

一種負(fù)載均衡設(shè)備，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行負(fù)載均衡的資源分配，其特征在于，根據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)器資源需求和網(wǎng)絡(luò)傳輸資源需求將業(yè)務(wù)劃分成多個(gè)業(yè)務(wù)塊，并將所述數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的空閑服務(wù)器資源和空閑網(wǎng)絡(luò)傳輸資源劃分成多個(gè)資源塊，監(jiān)控所述數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的空閑服務(wù)器資源和空閑網(wǎng)絡(luò)傳輸資源，從而將針對(duì)服務(wù)器的空閑服務(wù)器資源和空閑網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的組合與各資源塊建立對(duì)應(yīng)，識(shí)別進(jìn)入數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求所屬的業(yè)務(wù)塊，基于所述業(yè)務(wù)塊和所述資源塊之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)該業(yè)務(wù)請(qǐng)求分配所述空閑服務(wù)器資源和空閑網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的組合。