CN101018159A

CN101018159A - 多网关环境下负载均衡的方法及dhcp服务器

Info

Publication number: CN101018159A
Application number: CN 200710135921
Authority: CN
Inventors: 彭建平
Original assignee: Hangzhou Huawei 3Com Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2007-08-15

Abstract

本发明提供了一种多网关环境下负载均衡地方法及DHCP服务器。该方法包括：DHCP服务器建立并维护网关分配信息；DHCP服务器为主机分配IP时，根据网关分配信息，为主机分配负载最轻的网关。本发明的方法及DHCP服务器实现了多网关的自动负载均衡。

Description

多网关环境下负载均衡的方法及DHCP服务器

技术领域

本发明涉及数据通信领域，特别是涉及一种多网关环境下负载均衡的方法及DHCP服务器。

背景技术

网络从最初的研究到目前的广泛应用，已有几十年的历史，为了保证业务运营的长时间稳定性，对网络的可靠性提出了极高的要求，冗余备份就是其中的一个亮点。同时为了更好的保证业务，负载均衡技术也是网络实施中的一个重要技术。

目前在接入/汇集层实现的主机网关冗余技术有虚拟路由器冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)、热备份路由器协议(Hot StandbyRouter Protocol，HSRP)等技术。这些技术提供的多个虚拟网关除了能够保证网络的可靠性外，还可以对来自主机的业务流进行负载分担，从而保证业务上行的负载均衡。

负载均衡的具体实施方案是，当有较多的主机接入时，通过配置多个VRRP组来提供多个虚拟网关，这些虚拟网关位于同一网段。在各主机上手工设置其所使用的网关为这些虚拟网关中的一个，设置的原则是尽量保证使用各个虚拟网关的主机数量一致，如此便可保证来自主机群的上行的业务流量能够较好的均分到不同网关，实现负载均衡，同时依靠VRRP本身的特点还可以实现业务的可靠性。

请参照图1，路由器1和路由器2运行VRRP，配置VRRP组1(虚拟网关地址为10.10.10.10，主设备为路由器1)和VRRP组2(虚拟网关地址为10.10.10.11，主设备为路由器2)，为一半数量的主机配置默认路由的网关为10.10.10.10，为另一半数量的主机配置默认路由的网关为10.10.10.11。于是网关为10.10.10.10的主机的上行流量由路由器1转发，网关为10.10.10.11的主机的上行流量由路由器2转发。主机1的网关为路由器1，主机2的网关为路由器2，...，主机m的网关为路由器1，主机n的网关为路由器2，按如此设置，从而实现上行流量负荷的均衡。

在上述方案中，需要通过手工在主机上设置网关，来达到负载均衡，当主机较多时操作维护起来极不方便。而常用的动态主机配置协议(Dynamic HostConfiguration Protocol，DHCP)技术虽然可以做到动态地为主机分配IP和网关，但是它为所有主机分配的网关都是相同的，无法达到负载均衡的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多网关环境下负载均衡的方法及DHCP服务器，以实现多网关的自动负载均衡。

为了解决上述问题，本发明提供技术方案如下：

一种多网关环境下负载均衡的方法，包括：

DHCP服务器建立并维护网关分配信息；

DHCP服务器为主机分配IP时，根据网关分配信息，为主机分配负载最轻的网关。

较佳地，所述网关分配信息是网关地址及对应的分配数量、分配的IP地址；所述负载最轻的网关是网关分配信息中分配数量最小值对应的网关。

较佳地，所述DHCP服务器建立并维护网关分配信息包括：

DHCP服务器为主机分配IP及网关后，在网关分配信息中增加该分配的IP地址，并将相应的分配数量加1；以及主机释放IP地址后，在网关分配信息中删除该释放的IP地址，并将相应的分配数量减1。

较佳地，所述网关为运行冗余备份协议的设备生成的虚拟网关。所述冗余备份协议为VRRP或HSRP。

一种DHCP服务器，包括：

网关分配信息维护模块，用于建立并维护网关分配信息；

网关分配模块，用于为主机分配IP时，根据网关分配信息，为主机分配负载最轻的网关。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过在DHCP服务器上建立并维护网关分配信息，在为主机分配IP时，根据网关分配信息，DHCP服务器为主机分配负载最轻的网关，实现了多网关的自动负载均衡。进一步，通过网关冗余技术为主机配置虚拟网关，还能保证业务的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中运行VRRP实现负载均衡的组网示意图；

图2为本发明实施例所述DHCP服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明的基本思想是：DHCP服务器建立并维护网关分配信息，在为主机分配IP时，根据网关分配信息，为主机分配负载最轻的网关。网关分配信息是网关地址及对应的分配数量、分配的IP地址；负载最轻的网关是网关分配信息中分配数量最小值对应的网关。

其中，DHCP服务器建立并维护网关分配信息包括：DHCP服务器为主机分配IP及网关后，在网关分配信息中增加该分配的IP地址，并将相应的分配数量加1；以及主机释放IP地址后，在网关分配信息中删除该释放的IP地址，并将相应的分配数量减1。

进一步，所述网关为运行冗余备份协议的设备生成的虚拟网关。所述冗余备份协议为VRRP或HSRP。

请参照图2，本发明实施例所述的DHCP服务器包括网关分配信息维护模块10和网关分配模块20。

网关分配信息维护模块10建立并维护网关分配信息，例如，建立“网关地址、分配数量、分配的IP地址”三者的关联信息表。

其中，供分配的网关可以为真实网关，为了提高业务的可靠性，供分配的网关也可以为虚拟网关。本实施例中采用的是虚拟网关。

在VRRP网络中设置N个路由器组成冗余，配置N个VRRP组，每个VRRP组提供不同的虚拟网关，这些虚拟网关地址为同一个网段内的地址；所建立的关联信息表中网关地址为这N个虚拟网关地址。

DHCP服务器接收到主机广播的discovery消息时，网关分配模块02为主机分配IP和网关。每进行一次分配，网关分配信息维护模块10在关联信息表中增加所分配的IP地址，且其对应于所分配的网关地址，并将相应的分配数量加1。分配的原则是保证各个网关的分配数量尽量均衡，采用的算法是：遍历所有网关的分配数量，选择分配数量最小值对应的网关进行分配；如果分配数量最小值的网关有多个，则选择其中网关IP地址最小的一个进行分配。

如表1所示的关联信息表，两个网关的分配数量不等，如果此时某个主机请求分配一个地址，则选择分配数量最小的网关10.10.10.10进行分配。假设为该主机分配的IP地址为10.10.10.4，则将10.10.10.4加入该表中，并将10.10.10.10对应的分配数量2加1得到3。这样，得到更新后的关联信息表(表2)。

网关地址	分配数量	分配的IP地址
网关地址	分配数量	分配的IP地址	10.10.10.10	2	10.10.10.3
10.10.10.5					10.10.10.3
10.10.10.5	10.10.10.11	3			10.10.10.6
10.10.10.7					10.10.10.6
10.10.10.7			10.10.10.8

表1

网关地址	分配数量	分配的IP地址
网关地址	分配数量	分配的IP地址	10.10.10.10	3	10.10.10.3
10.10.10.4					10.10.10.3
10.10.10.4	10.10.10.5
10.10.10.11	10.10.10.5	3			10.10.10.6
	10.10.10.7				10.10.10.6
	10.10.10.7		10.10.10.8

表2

如果另一主机要释放为其分配的IP地址，假设为10.10.10.6。释放后，将表2中的IP地址10.10.10.6删除，并将相应的分配数量3减1得到2。这样，得到更新后的关联信息表(表3)。

网关地址	分配数量	分配的IP地址
网关地址	分配数量	分配的IP地址	10.10.10.10	3	10.10.10.3
10.10.10.4					10.10.10.3
10.10.10.4	10.10.10.5
10.10.10.11	10.10.10.5	2			10.10.10.7
	10.10.10.8				10.10.10.7

表3

本发明通过对DHCP服务器的改进，自动实现网关的均衡分配，从而有效的控制主机上行流量在不同网关之间进行负荷分担。本方案未改动协议，保证了兼容性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种多网关环境下负载均衡的方法，其特征在于，包括：

动态主机配置协议DHCP服务器建立并维护网关分配信息；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述网关分配信息是网关地址及对应的分配数量、分配的IP地址；

所述负载最轻的网关是网关分配信息中分配数量最小值对应的网关。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DHCP服务器建立并维护网关分配信息包括：

DHCP服务器为主机分配IP及网关后，在网关分配信息中增加该分配的IP地址，并将相应的分配数量加1；以及

主机释放IP地址后，在网关分配信息中删除该释放的IP地址，并将相应的分配数量减1。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：

所述网关为运行冗余备份协议的设备生成的虚拟网关。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述冗余备份协议为虚拟路由器冗余协议VRRP或热备份路由器协议HSRP。

6.一种DHCP服务器，其特征在于，包括：

网关分配信息维护模块，用于建立并维护网关分配信息；

7.如权利要求6所述的DHCP服务器，其特征在于：

8.如权利要求7所述的DHCP服务器，其特征在于：

网关分配信息维护模块，进一步用于在网关分配模块为主机分配IP及网关后，在网关分配信息中增加该分配的IP地址，并将相应的分配数量加1；以及在主机释放IP地址后，在网关分配信息中删除该释放的IP地址，并将相应的分配数量减1。

9.如权利要求6、7或8所述的DHCP服务器，其特征在于：

所述网关为运行冗余备份协议的设备生成的虚拟网关。

10.如权利要求9所述的DHCP服务器，其特征在于：

所述冗余备份协议为VRRP或HSRP。