[發明專利]一種面向軟件定義網絡的服務器負載均衡方法

有效

• 申請號: 201610086201.7
• 申請日: 2016-02-15
• 公開（公告）號: CN105721577B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 龔冉;崔杰;王良民;仲紅;謝晴晴;殷趙霞;肖云
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 唐紅

本發明公開了一種面向軟件定義網絡的服務器負載均衡方法，面向軟件定義網絡(Software Defined Network，縮寫為SDN)環境中，使用模塊化思想實現的服務器負載均衡方法，依次包括以下步驟：端口檢測模塊定期統計出各服務器連接的SDN交換機端口實時流量，計算出流量速率和下一個測試時間點的端口預測流速；端口流速分析模塊分析從端口檢測模塊得到的各端口流量速率，判斷是否需要進行負載均衡；負載均衡模塊對服務器集群進行負載均衡，SDN控制器下發流表將新的業務流量分配給指定的服務器。本發明將實時流速和預測流速綜合考慮并結合了SDN控制與轉發相分離的架構優勢，具有較好的負載均衡能力和效率。

技術領域

本發明屬于計算機網絡技術領域，具體涉及一種面向軟件定義網絡的服務器負載均衡方法。

背景技術

傳統的TCP/IP網絡結構體系中，網絡設備邏輯控制和數據轉發緊耦合，缺乏靈活性，隨著網絡規模急速擴大而暴露出種種問題和挑戰。人們只有通過不斷增加新的網絡協議或將各種復雜功能添加到交換機和路由器等基層網絡設備中。這些修補方法額外增加了基層設備的復雜性，增大了網絡處理數據的冗余性和網絡的管理難度。SDN概念及相關技術的出現正是為了克服以上缺點。

SDN是一種數控分離、網絡可編程的新型網絡架構。從上至下分為應用層、控制層、轉發層。應用層主要向用戶提供各種服務；控制層主要由若干個SDN控制器組成，用來負責處理采集到的數據資源，維護網絡拓撲、信息狀態等；轉發層主要負責基于流表的數據處理，轉發和狀態收集。在這種分離架構中，技術人員可以通過編程的方式利用控制層的SDN控制器高效、靈活地制定符合業務需求的轉發策略或測試新的網絡協議。

負載均衡主要是指網絡中將大量數據流以并發或單獨訪問的方式分配給多臺節點設備，使其同時處理信息。這樣大大縮減了用戶的等待相應時間，從而提高了系統的處理能力。其本質就是通過對數據包數據進行動態地統計和實時地分析，根據分析結果把數據流合理地分配到多臺節點設備上。負載均衡加強了網絡中數據的處理能力，提高了服務器集群的性能。

z分數也叫標準分數，運算過程是一個數與平均數的差再除以標準差。z分數能夠反應出一個給定分數距離平均數具有多少個標準差，以標準差為單位來表示一個分數在團體中的相對位置量數。

時間序列預測法是一種考慮變量隨時間發展變化規律并用該變量以往的統計資料建立數學模型作外推的預測方法。

一次指數平滑法是時間序列預測法的一種，統計學中用作中短期經濟發展趨勢的預測，在網絡通信領域可以對網絡中的流量進行短期預測。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種面向軟件定義網絡的服務器負載均衡方法，通過對連接服務器集群的交換機各端口流速信息進行判斷，計算出流量分配的指定端口，從而達到對服務器集群實現負載均衡的目的，通過本發明可以實現高效的端口流速檢測和預測以及對服務器集群的分流。

技術方案：本發明的一種面向軟件定義網絡的服務器負載均衡方法，依次包括以下步驟：

(1)端口檢測模塊定期統計出各服務器連接的SDN交換機端口實時流量，計算出流量速率和下一個測試時間點的端口預測流速；

(2)端口流速分析模塊分析從端口檢測模塊得到的各端口流量速率，判斷是否需要進行負載調度；

(3)負載均衡模塊負責新用戶的訪問請求以及對流速失衡服務器集群的負載調度，SDN控制器添加流表與指定的服務器建立新的會話或修改流表將原有的會話調配給指定的服務器。

進一步的，所述步驟(1)的具體方法為：