[發(fā)明專利]一種軟件交換機(jī)的負(fù)載均衡方法及軟件交換機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710641738.X
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107294865B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童薇;馮丹;劉景寧;孫博;郭甜
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L12/803;H04L12/853
• 代理公司: 42201 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 王世芳;李智<國際申請>=<國際公布>=

1.一種軟件交換機(jī)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)可用的至少兩個網(wǎng)絡(luò)端口設(shè)置為一個網(wǎng)絡(luò)端口綁定B；

(2)獲取綁定B內(nèi)第i個網(wǎng)絡(luò)端口的速率V_i；

(3)在每個周期T開始時，獲取網(wǎng)絡(luò)端口綁定B中第i個網(wǎng)絡(luò)端口的排序參數(shù)s_i如下：

s_i＝x_i/V_i

式中，V_i為第i個網(wǎng)絡(luò)端口的速率，x_i為第i個網(wǎng)絡(luò)端口在周期T內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)量，周期T為全局周期；

(4)將步驟(3)獲取的s_i置入單鏈表或哈希表形式的隊(duì)列Q中；

(5)確定s_i的最大值和最小值在隊(duì)列Q中對應(yīng)的最大值節(jié)點(diǎn)和最小值節(jié)點(diǎn)，并與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行遷移判斷；如果比較結(jié)果符合觸發(fā)遷移動作的條件，則觸發(fā)遷移動作，轉(zhuǎn)至步驟(6)；否則，在當(dāng)前周期T結(jié)束后，轉(zhuǎn)至步驟(3)；

(6)步驟(5)中觸發(fā)遷移動作時，選取隊(duì)列Q的最大值節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口作為遷移源S，選取隊(duì)列Q的最小值節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口作為遷移目標(biāo)M；

(7)根據(jù)步驟(6)確定的遷移源S和遷移目標(biāo)M，遍歷遷移源S上的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，計算負(fù)載類型閾值E，遷移低于閾值E的負(fù)載；將被遷移的負(fù)載使用的出口設(shè)置為遷移目標(biāo)M對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口，并將被遷移的負(fù)載從遷移源S對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中刪除，添加到遷移目標(biāo)M對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上；其中，

式中，n代表遷移源S上網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的數(shù)量，e_j代表遷移源S上第j個負(fù)載在周期T內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)量，j的取值范圍為0～n。

2.如權(quán)利要求1所述的一種軟件交換機(jī)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，步驟(7)包括如下子步驟：

(7.1)計算負(fù)載類型閾值E：

(7.2)遍歷遷移源S上的負(fù)載，若負(fù)載在周期T內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)量大于閾值E，則將其判斷為長類型負(fù)載；若負(fù)載在周期T內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)量小于閾值E，則將其判斷為短類型負(fù)載；

(7.3)在步驟(7.2)中，存在短類型負(fù)載，則選取短類型負(fù)載作為被遷移的負(fù)載，轉(zhuǎn)至步驟(7.4)；若不存在短類型負(fù)載，則選取長類型負(fù)載中發(fā)送數(shù)據(jù)量最少的負(fù)載，作為被遷移的負(fù)載，轉(zhuǎn)至步驟(7.4)；

(7.4)將被遷移的負(fù)載使用的出口設(shè)置為遷移目標(biāo)M對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口，并將被遷移的負(fù)載從遷移源S對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中刪除，并添加到遷移目標(biāo)M對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上。

3.如權(quán)利要求2所述的一種軟件交換機(jī)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，步驟(7.4)中，當(dāng)前周期T結(jié)束后，轉(zhuǎn)至步驟(3)。

4.如權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的一種軟件交換機(jī)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，步驟(3)中，使用單鏈表存儲綁定B內(nèi)的所有排序參數(shù)s_i，單鏈表的第i個節(jié)點(diǎn)存儲指向第i個網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針以及排序參數(shù)s_i。

5.如權(quán)利要求4所述的一種軟件交換機(jī)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，

步驟(4)中，將綁定B中的所有s_i置于一個由單鏈表實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列Q中；按照各網(wǎng)絡(luò)端口的s_i值的大小順序?qū)υ撽?duì)列Q排序，使s_i值最小的網(wǎng)絡(luò)端口對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位于隊(duì)列Q頭部，s_i值最大的網(wǎng)絡(luò)端口對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位于隊(duì)列Q尾部；

步驟(5)中，計算隊(duì)列Q頭部節(jié)點(diǎn)與尾部節(jié)點(diǎn)對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)端口的負(fù)載平均值，如果頭部節(jié)點(diǎn)與算出的平均值相差大于預(yù)設(shè)值，則轉(zhuǎn)至步驟(6)；否則，在當(dāng)前周期T結(jié)束后，轉(zhuǎn)至步驟(3)；

步驟(6)中，選取隊(duì)列Q尾部節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口作為遷移源S，選取隊(duì)列Q的頭部節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口作為遷移目標(biāo)M。