[發明專利]一種基于VPP的七層負載均衡服務器及負載均衡方法

有效

• 申請號: 202110744288.3
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113489775B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 詹晉川;張嘯宇;周志遠;張帆
• 申請（專利權）人: 深圳市風云實業有限公司
• 主分類號: H04L67/1001
• 分類號: H04L67/1001;H04L69/22;H04L67/14;H04L69/30;H04L69/32;G06F9/50
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

本發明公開了一種基于VPP的七層負載均衡服務器負載均衡方法，基于VPP的七層負載均衡包括：負載均衡管理模塊、七層負載均衡應用，以及VPP原本的轉發節點和協議棧。其中：負載均衡管理模塊主要包括對負載均衡進行配置的命令行接口以及對VPP轉發的修改功能；七層負載均衡應用則負責了報文的負載均衡處理、請求的會話保持等關鍵功能，該控制方法由VPP本體負責報文轉發及協議棧處理，能夠獲得更好的性能表現，同時，由于七層負載均衡應用是獨立的，即使出現故障也不會影響VPP本身的報文轉發，修改和更新也更加方便。

技術領域

本發明涉及通信技術，具體涉及一種基于VPP的七層負載均衡服務器及負載均衡方法。

背景技術

Vector?Packet?Processor，向量包處理器，縮寫VPP，是一個開源的報文處理框架。核心思想是將整個報文處理流程分布到由許多節點構成的node?graph，并且通過在每個節點一次處理多個報文(burst)的方式，提高cache命中率以及利用各種SIMD指令、編譯器優化一次對多個報文進行相同處理來提高報文處理速度。同時VPP實現了用戶態的協議棧，可以配合DPDK使報文在用戶態走完全部處理流程，可以加快處理速度的同時，減少應用對內核的依賴，便于應用和功能更新。

隨著網絡應用部分的業務量不斷提高，訪問量和數據流量快速增長，要求服務器的處理能力和計算強度也相應增大，使得單一的服務器設備難以承擔。負載均衡(LoadBalance)就是將大量的類似請求分攤到合適的多個不同的實際操作單元上執行，如Web服務器、FTP服務器等。常見的負載均衡一般根據實施的網絡協議層級分為四層負載均衡和七層負載均衡，前者通常具有更好的性能表現，后者則可以結合應用達到更理想的均衡效果。常見的軟件實現前者有LSV，后者則有NGINX等。此外，還可以通過在網絡中服務器前端增設專用負載均衡設備和選擇特殊的部署方式來實現更好的負載均衡效果。

其中，傳統的七層負載均衡一般通過增設專用的負載均衡設備或在服務器上安裝負載均衡軟件實現。前者需要購入專用設備，增加網絡維護和運營成本；后者則需要讓報文多次經過服務器內核處理，性能較低容易使負載均衡的服務器自身成為新的瓶頸。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了基于VPP的七層負載均衡服務器及負載均衡方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于VPP的七層負載均衡服務器負載均衡方法，包括如下步驟：

S1、初始化VPP；

S2、利用步驟S1初始化后的VPP獲取報文并通過VPP默認轉發流程將報文發送給協議棧；

S3、當報文被協議棧處理后，通過VPP向七層負載均衡應用發送建立事件通知，并將報文的負載存入會話對應的FIFO緩存中；

S4、創建代理會話并對FIFO緩存中的報文的負載進行七層解析，獲取其中的會話鍵值，判斷所獲取的會話是否存在會話保持表項，若是則分配其對應的實服務，否則分配一個新的實服務；

S5、將報文的負載轉發給實服務，根據實服務的回復依次尋找對應的代理會話和客戶端，并將最終的回復報文發送至客戶端。

上述方案的有益效果是，由VPP本體負責報文轉發及協議棧處理，能夠獲得更好的性能表現，同時，由于七層負載均衡應用是獨立的，所以其即使出現故障也不會影響VPP本身的報文轉發，修改和更新也更加方便。

進一步的，所述步驟S1具體包括：

S11、使能VPP的會話管理功能；

S12、向VPP添加負載均衡的服務配置；

S13、根據步驟S12添加的服務配置創建七層負載均衡應用，并注冊連接響應以及報文處理的回調函數；