CN101098308B - 网络中节点负载分担的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络中节点负载分担的方法及系统，为解决网络节点负载分担而发明；该方法包括：对第一节点的路由表进行配置或路由更新，将目的域的路由条目的下一跳设为重定向代理；或者将第一节点的缺省路由条目的下一跳设为重定向代理，接收第一节点的服务请求；确定处理该服务请求的第二节点；所述第一节点将所述服务请求发送给所述第二节点处理。该系统包括：服务请求定向模块，用于接收服务请求确定处理所述服务请求的第二节点；第一节点，根据所述第二节点的信息，并将所述服务请求发送给所述第二节点进行处理。所述的网络中节点负载分担的方法及系统适用于网络中负载的分担。

Description

网络中节点负载分担的方法及系统

技术领域

本发明涉及网络通讯领域，特别涉及一种网络中节点负载分担的方法及系统。

背景技术

随着网络的迅速发展，对负载分担技术的需求也就越来越多。

负载分担是为提高网络性能和克服现有设备中的缺陷而将某些负载分配到多个链路、服务器、处理器或其他设备的过程。负载分担可以提高网络资源的利用率，增加网络的吞吐量，实现故障的快速转移，保证服务的高可靠性以及灵活的扩展性。

Diameter网络是一种基于Diameter协议的AAA(Authentication、Authorization、Accounting简称：AAA，即，鉴别、授权、计费)网络系统。具体的讲，Diameter网络主要包含Diameter服务器、Diameter客户端、Diameter中继、Diameter Proxy代理、Diameter重定向代理和Diameter协议转换器等节点。

其中，Diameter服务器是Diameter网络的核心设备，它对一个特定的管理域进行认证、授权和计费处理。

Diameter客户端是网络边界的一个设备，如Network Access ServerRequirements(网络接入服务器要求)中的Network Access Server(网络接入服务器)，移动IP中的Foreign Agent(外地代理)，它为最终用户提供网络的访问。

Diameter中继可以将在同一个区域内的多个接入服务器发出的消息聚集在一起，再根据Diameter路由表将消息转发至目的Diameter节点(即下一个处理该消息的Diameter节点，如Diameter服务器)。

Diameter Proxy代理是根据Peer Table(对等端表)和Realm Routing Table(域路由表)来确定目标Diameter节点的，并且，Diameter Proxy代理能够修改过往消息中的相应内容，提供更多的策略，从而增强对网络访问的控制。

在Diameter网络中，Diameter重定向代理不对消息进行应用层的处理，它统一处理Diameter消息的路由配置，当一个Diameter节点按照配置将一个不知道如何路由的请求消息发给Diameter重定向代理时，重定向代理将根据其路由配置信息，把路由指示信息加入到请求消息的响应里，从而明确地通知该Diameter节点所要请求的目标Diameter节点。

图1所示为现有技术中Diameter协议下重定向一个请求消息的流程示意图。

以一个Diameter请求消息为例，重定向该Diameter请求消息的步骤包括：

1、网络接入设备为域内的用户建立一个Diameter请求，该Diameter请求被网络接入设备转发至Diameter中继；

2、Diameter中继的Realm Routing Table(域路由表)中没有到达该用户所属域的routing entry(路由入口)，则将default route(缺省路由)作为该用户的路由入口，将Diameter请求转发到Diameter重定向代理；

3、Diameter重定向代理给Diameter中继返回一个RedirectionNotification(重定向通知)，其中携带归属服务器的信息(即告诉Diameter中继将消息转发到归属服务器)；

4、Diameter中继和归属服务器建立连接，并将request发送到归属服务器；

5、归属服务器给Diameter中继返回应答消息；

6、Diameter中继将应答消息发送到网络接入设备。

在上述Diameter网络中，Diameter重定向代理虽然能够根据其本身的路由配置信息，对不知道如何路由的Diameter请求消息进行重定向，确定处理该Diameter请求的Diameter节点，即目的Diameter节点，然而，当目的Diameter节点为多个可供选择的Diameter节点时，这种重定向方法仅能根据Diameter重定向代理本身详尽的路由配置信息，选择一个Diameter节点作为处理所述的Diameter请求的目的Diameter节点，并不能在多个可供选择的Diameter节点之间实现负载的分担或者平衡，这就可能出现多个Diameter请求消息同时由某一个Diameter节点来处理，而其它可供选择的Diameter节点则处于相对空闲状态，因此有必要在多个可处理某个Diameter请求消息的目的Diameter节点之间进行负载分担，以充分利用网络资源并提高网络处理速度。

发明内容

本发明实施例提供了一种网络中节点负载分担的方法，这种方法能够将负载在网络节点之间进行分担，提高网络资源的利用率。

该网络中节点负载分担的方法，包括步骤：

对第一节点的路由表进行配置或路由更新，将目的域的路由条目的下一跳设为重定向代理；或者，将第一节点的缺省路由条目的下一跳设为重定向代理；

接收第一节点的服务请求；

根据负载分担算法确定处理该服务请求的第二节点，并将所述第二节点的信息返回给所述第一节点；

所述第一节点将所述服务请求发送给所述第二节点处理。

本发明实施例提供的网络中节点负载分担的方法，对接收到的服务请求，能够根据负载分担算法在可供选择的节点当中确定处理该服务请求的节点，实现负载在可供选择的节点之间进行分担，由此提高了网络资源的利用率，增加了网络的吞吐量，当处理服务请求的某个节点出现故障时，还能够迅速将服务请求转移到其它节点来处理，实现了故障的快速转移。

本发明实施例还提供了一种网络中节点负载分担的系统，该系统能够将负载在网络节点之间进行分担，提高网络资源的利用率，增加网络的吞吐量。

该网络中节点负载分担的系统采用的技术方案包括：

服务请求定向模块，用于接收服务请求，并根据负载分担算法确定处理所述服务请求的第二节点，并发送所述第二节点的信息；

第一节点，用于向服务请求定向模块发送所述服务请求，接收所述第二节点的信息，并将所述服务请求发送给所述第二节点；

所述第二节点，用于接收所述服务请求，并根据所述服务请求的内容对所述服务请求进行处理。

本发明实施例提供的网络中节点负载分担的系统，服务请求定向模块，对接收到的服务请求，能够根据负载分担算法在可供选择的节点当中确定处理该服务请求的节点，实现网络节点之间的负载分担，由此提高了网络资源的利用率，增加了网络的吞吐量，当处理服务请求的某个节点出现故障时，还能够迅速将服务请求转移到其它节点来处理，实现了故障的快速转移。

附图说明

图1是现有技术中重定向一个Diameter请求消息的流程示意图；

图2是本发明实施例在Diameter网络中采用重定向代理对多个服务器的负载进行分担的结构图；

图3是本发明实施例在Diameter网络中采用重定向代理对多个服务器的负载进行分担的流程图。

具体实施方式

为提高网络资源的利用率，增加网络的吞吐量，实现故障的快速转移，保证服务的高可靠性以及灵活的扩展性，下面结合具体实施例对网络中节点负载分担的方法和系统进行说明。

本发明实施例网络中节点负载分担方法，包括步骤：

接收第一节点的服务请求；

根据负载分担算法在多个可供选择的节点当中确定处理该服务请求的第二节点，并将所述第二节点的信息返回给所述第一节点；

所述第一节点将所述服务请求发送给所述第二节点处理。

具体来讲，重定向代理接收所述第一节点的服务请求，并根据负载分担算法确定处理该服务请求的第二节点。

为保证将第一节点的服务请求发送给重定向代理，在所述接收第一节点的服务请求之前，包括步骤：

对所述第一节点的路由表进行配置或路由更新，将目的域的路由条目的下一跳设为重定向代理；

或者，将所述第一节点的缺省路由条目的下一跳设为重定向代理。

在将所述目的域的路由条目的下一跳设为重定向代理或者将所述缺省路由条目的下一跳设为重定向代理之后，包括第一节点发送服务请求的步骤，该步骤具体为：

若所述第一节点是为用户组建并发送服务请求的节点，则在所述第一节点的会话数据库中，查找用户对应的会话；如果会话不存在或者会话的目的节点不存在，则根据路由表将服务请求发送至重定向代理；

若所述第一节点不是为用户组建请求的节点，而是转发服务请求的节点，则在所述第一节点的本地路由表中查找与服务请求相对应的目的节点；如果目的节点不存在，则根据路由表将服务请求发送至重定向代理。

所述负载分担算法较多，如Hash算法(其中包括Pearson’s Hash算法)，随机算法，round-robin(节点轮询)算法以及根据目节点的权重进行分配等等。

为便于为用户组建并发送服务请求的节点，下次将某个服务请求直接发送给目的节点，在重定向代理根据负载分担算法确定出目的节点，并把该目的节点的信息返回给为用户组建并发送服务请求的节点之后，为用户组建并发送服务请求的节点将目的节点的信息保存在会话数据库中，和会话相绑定。

该网络中节点负载分担的方法可应用于基于Diameter协议的网络；所述处理服务请求的第二节点为Diameter中继、Diameter Proxy代理、Diameter服务器或Diameter协议转换器。

本发明实施例提供的网络中节点负载分担的方法，对接收到的服务请求，能够根据负载分担算法在多个可供选择的节点当中确定处理该服务请求的节点，实现负载在多个可供选择的节点之间进行分担，由此提高了网络资源的利用率，增加了网络的吞吐量，当处理服务请求的某个节点出现故障时，还能够迅速将服务请求转移到其它节点来处理，实现了故障的快速转移。

该网络中节点负载分担的方法应用于Diameter网络中，Diameter重定向代理根据负载分担算法，选择Diameter请求的处理节点，以此实现Diameter节点之间的负载分担。由于Diameter重定向代理是Diameter网络本身所具有的节点，因此这种Diameter网络中节点负载分担的方法简单易行，不会改变现有的协议和网络架构，易于实现。

下面结合Diameter网络，对Diameter网络中节点的负载分担进行具体说明。这里的负载分担指的是Diameter会话的负载分担。

当在大规模的AAA应用中，需要部署多个Diameter服务器时，可能会出现各个Diameter服务器之间负载不平衡的现象，此时，可以利用上述实施例所述的网络中节点负载分担的方法来实现各个Diameter服务器的负载分担。

如图2、图3所示，对域example.com内的会话在Diameter服务器之间进行分担的过程包括：

在Diameter客户端上为用户配置Diameter重定向代理，具体地讲，是将目的域为example.com的Diameter路由条目的下一跳设置为Diameter重定向代理(也可以将Diameter缺省路由条目的下一跳设置为Diameter重定向代理)。

Diameter客户端收到用户的触发认证之后，为用户组建Diameter请求消息：Diameter客户端在会话数据库中查找用户对应的会话；

如果会话存在，而且会话的目的Diameter服务器存在，则Diameter客户端直接将Diameter请求发送至目的Diameter服务器；

如果会话不存在或者会话的目的Diameter服务器不存在，则在Diameter客户端根据Realm Routing Table(域路由表)将Diameter请求消息发送至Diameter重定向代理；

Diameter重定向代理接收该Diameter请求消息，根据负载分担算法确定处理该Diameter请求消息的目的Diameter服务器；这里以Pearson’s Hash算法为例，包括步骤：

(1)在Diameter重定向代理中，按用户所属的域将Hash值和目的Diameter服务器相对应；例如，对于域example.com，Hash值1到50与Diameter服务器1相对应，Hash值51到100与Diameter服务器2相对应，如果对用户的网络接入标识NAI(Network Access Identifier)进行Hash，所得到的值是30，则该用户的Diameter请求由Diameter服务器1处理，如果所得到的值是80，则该用户的Diameter请求由Diameter服务器2处理；

(2)根据Diameter请求中的用户信息(比如NAI)，确定用户所述的域；

(3)确定用户信息(例如：NAI，NAI与Session Id的组合等等)的Hash值；

(4)根据用户信息的Hash值，确定与该用户信息的Hash值相对应的目的Diameter服务器。

Diameter重定向代理给Diameter客户端返回Diameter重定向消息，消息中携带目的Diameter服务器的信息；

Diameter客户端根据Diameter重定向消息中的目的Diameter服务器信息，将Diameter请求消息直接发送给目的Diameter服务器；

为便于Diameter客户端下次直接将该Diameter请求消息发送给目的Diameter服务器，Diameter客户端将目的Diameter服务器的信息保存在会话数据库中，和会话相绑定。

上面是以Diameter服务器的负载分担为例来说明的，在Diameter网络中，并不限于对Diameter服务器进行负载分担，对处理服务请求的其它Diameter节点，比如Diameter中继、Diameter Proxy代理或Diameter协议转换器等也可进行负载分担。

下面再以对域example.com内的会话在Diameter中继之间进行分担的过程进行简要说明，包括如下步骤：

在Diameter客户端上为用户配置Diameter重定向代理，具体地讲，是将目的域为example.com的Diameter路由条目的下一跳设置为Diameter重定向代理(也可以将Diameter缺省路由条目的下一跳设置为Diameter重定向代理)。

Diameter客户端收到用户的触发认证之后，为用户组建Diameter请求消息：Diameter客户端在会话数据库中查找用户对应的会话；

如果会话存在，而且会话的目的Diameter中继存在，则Diameter客户端直接将Diameter请求发送至目的Diameter中继；

如果会话不存在或者会话的目的Diameter中继不存在，则在Diameter客户端根据Realm Routing Table(域路由表)将Diameter请求消息发送至Diameter重定向代理；

Diameter重定向代理接收该Diameter请求消息，根据负载分担算法确定处理该Diameter请求消息的目的Diameter中继；具体的确定过程与目的Diameter服务器的确定过程基本一致，不再赘述；

Diameter重定向代理给Diameter客户端返回Diameter重定向消息，消息中携带目的Diameter中继的信息；

Diameter客户端根据Diameter重定向消息中的目的Diameter中继信息，将Diameter请求消息直接发送给目的Diameter中继；

为便于Diameter客户端下次直接将该Diameter请求消息发送给目的Diameter中继，Diameter客户端将目的Diameter中继的信息保存在会话数据库中，和会话相绑定。

本实施例提供的Diameter网络中节点负载分担的方法，Diameter重定向代理根据分担算法，在多个可供选择的Diameter节点当中确定某个节点作为Diameter请求的处理节点，以此实现负载在多个可供选择的Diameter节点之间进行分担。由于Diameter重定向代理是Diameter网络本身所具有的节点，因此这种Diameter网络中节点负载分担的方法简单易行，不会改变现有的协议和网络架构，易于部署和实现。

一种网络中节点负载分担的系统，包括：

服务请求定向模块，用于接收服务请求，并根据负载分担算法确定处理所述服务请求的第二节点，并发送所述第二节点的信息；

第一节点，用于向服务请求定向模块发送所述服务请求，接收所述第二节点的信息，并将所述服务请求发送给所述第二节点；

所述第二节点，用于接收所述服务请求，并根据所述服务请求的内容对所述服务请求进行处理。

所述的网络为基于Diameter协议的网络，所述接收服务请求的节点为Diameter重定向代理，所述负载为的Diameter会话。

所述处理服务请求的第二节点为Diameter中继、Diameter Proxy代理、Diameter服务器或Diameter协议转换器。

该实施例提供的网络中节点负载分担的系统，服务请求定向模块，对接收到的服务请求，根据负载分担算法在多个可供选择的节点当中确定处理该服务请求的节点，实现负载在多个可供选择的节点之间进行分担，由此提高了网络资源的利用率，增加了网络的吞吐量，当处理服务请求的某个节点出现故障时，还能够迅速将服务请求转移到其它节点来处理，实现了故障的快速转移。

该网络中节点负载分担的系统应用于Diameter网络中，Diameter重定向代理根据负载分担算法，选择Diameter请求的处理节点，以此实现Diameter节点之间的负载分担。由于Diameter重定向代理是Diameter网络本身所具有的节点，因此这种Diameter网络中节点负载分担的系统简单易行，不会改变现有的协议和网络架构，易于部署和实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种网络中节点负载分担的方法，其特征在于，包括步骤：

对第一节点的路由表进行配置或路由更新，将目的域的路由条目的下一跳设为重定向代理；或者，将第一节点的缺省路由条目的下一跳设为重定向代理；

第一节点发送服务请求，若所述第一节点是为用户组建并发送服务请求的节点，则在所述第一节点的会话数据库中，查找用户对应的会话；如果会话不存在或者会话的目的节点不存在，则根据路由表将服务请求发送至重定向代理；若所述第一节点是转发服务请求的节点，则在所述第一节点的本地路由表中查找与服务请求相对应的目的节点；如果目的节点不存在，则根据路由表将服务请求发送至重定向代理；

重定向代理接收所述第一节点的服务请求；

根据负载分担算法确定处理该服务请求的第二节点，并将所述第二节点的信息返回给所述第一节点；

所述第一节点将所述服务请求发送给所述第二节点处理。

2.根据权利要求1所述的网络中节点负载分担的方法，其特征在于，所述负载分担算法为：Hash算法、随机算法、节点轮询算法或根据目的节点的权重进行分配。

3.根据权利要求2所述的网络中节点负载分担的方法，其特征在于，所述根据负载分担算法确定处理该服务请求的第二节点具体包括：

根据所述Hash算法，在重定向代理中，将Hash值和处理服务请求的第二节点相对应；

根据服务请求中所包含的用户信息，确定用户信息的Hash值；

根据用户信息的Hash值，确定与该用户信息的Hash值相对应的第二节点。

4.根据权利要求1所述的网络中节点负载分担的方法，其特征在于，为用户组建并发送服务请求的节点将处理该请求的第二节点的信息保存在会话数据库中，和会话相绑定。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的网络中节点负载分担的方法，其特征在于，所述网络为基于Diameter协议的网络。

6.根据权利要求5所述的网络中节点负载分担的方法，其特征在于，所述处理服务请求的第二节点为Diameter中继、Diameter Proxy代理、Diameter服务器或Diameter协议转换器。

7.一种网络中节点负载分担的系统，其特征在于，包括：

服务请求定向模块，用于接收服务请求，并根据负载分担算法确定处理所述服务请求的第二节点，并发送所述第二节点的信息；

第一节点，用于向服务请求定向模块发送所述服务请求，接收所述第二节点的信息，并将所述服务请求发送给所述第二节点；

所述第二节点，用于接收所述服务请求，并根据所述服务请求的内容对所述服务请求进行处理。

8.根据权利要求7所述的网络中节点负载分担的系统，其特征在于，所述的网络为基于Diameter协议的网络。

9.根据权利要求8所述的网络中节点负载分担的系统，其特征在于，所述处理服务请求的第二节点为Diameter中继、Diameter Proxy代理、Diameter服务器或Diameter协议转换器。

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