CN101184049B - 一种动态负荷分担方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种动态负荷分担方法，其特征在于，在路由设备中配置负荷分担策略、负荷分担路由、链路可用带宽变化阈值以及权重表计算精度，动态采集各条路由对应链路的当前非负荷分担流量，若链路当前非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例值大于所设链路可用带宽的变化阀值，则按照预设精度重新计算权重表，然后根据所述负荷分担策略从更新的权重表对应的负荷分担表中为报文选择路由进行报文转发。一种动态负荷分担系统，其特征在于，包括依次相连的配置模块、动态采集模块、权重计算和更新模块以及负荷分担选路模块。本发明克服了现有负荷分担技术误差大、不合理的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种动态负荷分担方法及系统。
背景技术
在路由器、交换机等网络互连设备上，负荷分担是在多条链路上进行负载均衡的一种策略。根据报文的目的IP(Internet Protocol，网络互连协议)查找路由表，获得下一跳信息，如果有多条路径到达该目的，就需要在多条路径上选择一条路径。如何合理地选择路径使得路由器达到较高的转发性能，这就是负荷分担方法需要解决的问题。
目前的负荷分担选路策略包括：按照链路1:1的策略进行选路；按照各个链路对应的路由的优先级进行选路；按照链路静态带宽进行选路等等。
对于按照链路1:1的选路策略，如果各个链路带宽一样或者近似，这种方法能保证各个链路的公平；如果链路带宽差别较大，显然高估了低带宽链路的处理能力，很容易造成链路的丢包，另外，高带宽链路也不能得到充分的利用。
对于按照各个链路对应的路由的优先级进行选路的策略，可以通过提高高带宽链路的优先级来解决上述1:1的不公平现象。但是优先级往往是静态指定的，一旦高带宽链路上的流量被非负荷分担流量占用了，这种静态配置就失去了作用，此时，低带宽链路也许有足够的带宽，但是由于优先级低而得不到充分利用。
对于按照链路静态带宽进行选路的策略，这种方法出发点是尽可能保证各个链路上分流的公平。但是目前做法的缺陷有两个：第一，只是以链路的静态带宽进行分担流量，如果链路上存在非负荷分担流量，则链路会由于不能处理分担实际的流量导致大量丢包；第二，链路的权重比率仅仅取整数，这是由于路由器设备作为高性能的转发设备，大多不支持浮点运算，导致计算链路带宽比值精度低，最终导致链路分担误差大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种动态负荷分担方法，克服现有负荷分担技术链路分担误差大、不合理的缺陷。
为了解决上述问题，本发明提供了一种动态负荷分担方法，其特征在于，在路由设备中配置负荷分担策略、负荷分担路由、链路可用带宽变化阈值以及权重表计算精度，动态采集各条路由对应链路的当前非负荷分担流量，若链路当前剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例值大于所设链路可用带宽的变化阈值，则按照预设精度重新计算权重表，然后根据所述负荷分担策略从更新的权重表对应的负荷分担表中为报文选择路由进行报文转发。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述权重表的计算中引入小数的计算和保存方法。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述报文为访问负荷分担路由的报文。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述权重表中包含所配置的各条链路的权重值、链路的下一跳和出接口，所述权重值按照链路带宽排序，与下一跳和出接口一一对应。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，若链路当前剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例值不大于所设链路可用带宽的变化阈值，则根据负荷分担策略从当前权重表对应的负荷分担表中选择路由进行报文转发。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述路由设备包括路由器和交换机。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种动态负荷分担系统，其特征在于，包括依次相连的配置模块、动态采集模块、权重计算和更新模块以及负荷分担选路模块，其中：
所述配置模块，用于配置到达某特定目的网段的多条路由，同时在路由表中生成到达该目的网段的多条链路，所述配置模块还配置链路可用带宽变化阈值、权重表计算精度和负荷分担策略；
所述动态采集模块，用于定期采集负荷分担路由中各条链路的当前非负荷分担流量，并计算出当前各条链路的剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例，将该比例值同预设的链路可用带宽的变化阈值对比，如果所述比例值大于所述阈值，则通知权重计算和更新模块重新计算并更新权重表，并把采集和计算所得数据传递给权重计算和更新模块；
所述权重计算和更新模块，根据所述动态采集模块提供的数据重新计算并更新权重表；
所述负荷分担选路模块，根据配置的负荷分担策略和最新权重表进行选路。
进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述权重表包含所配置的各条链路的权重值、链路的下一跳和出接口，权重值按照链路带宽排序，与下一跳和出接口一一对应；所述权重值是由链路的实际的带宽比率转化而来，反映了各条链路的带宽大小关系。
由上可见，本发明按照一定策略，动态采集链路的当前使用情况，根据预设的链路变化阀值来决定是否更新当前的负荷分担权重表；如果链路变化大于阀值，权重表会按照预设精度进行重新计算，计算中引入了小数的计算和保存方法，这种方法能保证目前各条链路带宽的比率足够的准确，最终使得分配到各条链路的流量相对公平，克服了现有负荷分担技术误差大、不合理的缺陷。
附图说明
图1是本发明实施例中动态负荷分担方法的流程图。
图2是本发明实施例中路由设备转发报文的流程图。
图3是本发明实施例中动态负荷分担系统框图。
具体实施方式
本发明的主要思想是：首先，在路由设备中配置负荷分担路由、负荷分担策略、链路可用带宽变化阈值以及计算权重表需要的精度；然后按照一定策略，动态采集各条链路的当前使用情况，获得各个链路当前剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例，将该比例值同预设的链路可用带宽的变化阀值对比来决定是否更新当前的负荷分担权重表；如果所述比例值大于所设链路可用带宽的变化阀值，则按照预设精度重新计算权重表，计算中引入小数的计算和保存方法；最后，根据更新的权重表为访问负荷分担路由的报文选择路由。
下面结合附图和实施例对本发明的方法作进一步的详细介绍。
实施例
本实施例中，动态负荷分担方法的流程如图1所示，包括以下步骤：
步骤101，配置负荷分担策略、负荷分担路由、链路可用带宽的变化阈值以及计算权重表需要的精度；
这里所述配置负荷分担路由指配置多条到达某一特定网段的负荷分担路由和配置到其他网段的负荷分担路由或者非负荷分担路由，即分别配置多个负荷分担路由。
步骤102，按照一定策略，比如10秒钟一次，动态采集各条链路的当前非负荷分担流量，并计算当前各条链路的剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例，将该比例值同预设的链路可用带宽的变化阀值对比，如果所述比例值大于所述域值，则进入步骤103，否则进入步骤106；
步骤103，将各条链路的剩余可用带宽按比例映射到一个有限区间上，每条链路对应该有限区间的一个小区间，各个小区间的面积与各条链路的剩余可用带宽成比例，各小区间的位置和各条链路所占频段相对应；
映射时，首先把各条链路按照带宽进行排序；然后把排序后的带宽映射到一个有限的区间上；该有限区间再分成各个小的区间，各小区间要反映出各条链路的带宽大小关系，带宽较宽的链路会得到面积更大的小区间，其中每个小区间对应一条链路，包括出接口和下一跳。
重新计算后，各个小区间的位置和链路的对应关系不变化，只是小区间的宽度可能发生变化。
步骤104，根据步骤103所述有限区间更新权重表，权重表的内容包括各条链路与小区间的对应关系，以及每个小区间(或者每条链路)对应的下一跳、出接口和出标签；
所述权重表是指包含到达某一个或者某一类目的IP的一条或者多条下一跳IP地址、出接口、出标签的负荷分担算法的集合。
权重表包含所配置的各条链路的权重值、链路的下一跳和出接口，权重值按照链路带宽排序，与下一跳和出接口一一对应。权重值是由链路的实际的带宽比率转化而来，反映了各条链路的带宽大小关系。
步骤105，根据负荷分担策略从最新权重表对应的负荷分担表中选择路由进行报文转发；
步骤106，根据负荷分担策略从当前权重表对应的负荷分担表中选择路由进行报文转发；
图2是本实施例中路由设备转发报文的流程图，包括以下步骤：
步骤201，路由设备接收到一个需要处理的报文；
步骤202，查找路由表，获得下一跳类型，这里指下一跳的路由类型；
步骤203，判断下一跳类型为负荷分担路由还是普通路由，如果为负荷分担路由，则进入步骤204，否则进入205；
这里根据报文访问网段的性质来判断报文下一跳的路由类型，如果路由设备接收到的报文是访问负荷分担网段的，则其下一跳类型为负荷分担路由，如果路由设备接收到的报文访问的是非负荷分担网段，则其下一跳类型为普通路由。
步骤204，根据最新权重表和所配置的负荷分担策略从负荷分担表中选择一条合适的链路，得到该链路对应的出接口和下一跳；
根据报文的特征，计算出一个键值，根据该键值扫描所述最新权重表对应的有限区间，如果落在某个小区间，则选择该小区间对应的链路。
步骤205，从普通转发表得到路由的出接口和下一跳；
步骤206，将报文从所选链路发送出去；
本实施例中，实现上述动态负荷分担方法的系统如图3所示，包括依次相连的配置模块、动态采集模块、权重计算和更新模块以及负荷分担选路模块，其中：
所述配置模块，用于配置到达某特定目的网段的多条路由，同时在路由表中生成到达该目的网段的多条链路，每条链路都有对应的下一跳和出接口，所述配置模块还配置链路可用带宽变化阈值、权重表计算精度和负荷分担策略；
所述动态采集模块，用于定期采集负荷分担路由中各条链路的当前非负荷分担流量，并计算出当前各条链路的剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例，将该比例值同预设的链路可用带宽的变化阀值对比，如果所述比例值大于所述域值，则通知权重计算和更新模块重新计算并更新权重表，并把采集和计算所得数据传递给权重计算和更新模块；
所述权重计算和更新模块，根据所述动态采集模块提供的数据重新计算并更新权重表，权重表包含所配置的各条链路的权重值、链路的下一跳和出接口，权重值按照链路带宽排序，与下一跳和出接口一一对应；权重值是由链路的实际的带宽比率转化而来，反映了各条链路的带宽大小关系；
所述负荷分担选路模块，根据配置的负荷分担策略和最新权重表进行选路。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种动态负荷分担方法，其特征在于，在路由设备中配置负荷分担策略、负荷分担路由、链路可用带宽变化阈值以及权重表计算精度，动态采集各条路由对应链路的当前非负荷分担流量，若链路当前剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例值大于所设链路可用带宽的变化阈值，则按照预设精度重新计算权重表，然后根据所述负荷分担策略从更新的权重表对应的负荷分担表中为报文选择路由进行报文转发。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述权重表的计算中引入小数的计算和保存方法。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述报文为访问负荷分担路由的报文。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述权重表中包含所配置的各条链路的权重值、链路的下一跳和出接口，所述权重值按照链路带宽排序，与下一跳和出接口一一对应。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
若链路当前剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例值不大于所设链路可用带宽的变化阈值，则根据负荷分担策略从当前权重表对应的负荷分担表中选择路由进行报文转发。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述路由设备包括路由器和交换机。
7.一种动态负荷分担系统，其特征在于，包括依次相连的配置模块、动态采集模块、权重计算和更新模块以及负荷分担选路模块，其中：
所述配置模块，用于配置到达某特定目的网段的多条路由，同时在路由表中生成到达该目的网段的多条链路，所述配置模块还配置链路可用带宽变化阈值、权重表计算精度和负荷分担策略；
所述动态采集模块，用于定期采集负荷分担路由中各条链路的当前非负荷分担流量，并计算出当前各条链路的剩余可用带宽及非负荷分担流量占链路总可用带宽的比例，将该比例值同预设的链路可用带宽的变化阈值对比，如果所述比例值大于所述阈值，则通知权重计算和更新模块重新计算并更新权重表，并把采集和计算所得数据传递给权重计算和更新模块；
所述权重计算和更新模块，根据所述动态采集模块提供的数据重新计算并更新权重表；
所述负荷分担选路模块，根据配置的负荷分担策略和最新权重表进行选路。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：
所述权重表包含所配置的各条链路的权重值、链路的下一跳和出接口，权重值按照链路带宽排序，与下一跳和出接口一一对应；所述权重值是由链路的实际的带宽比率转化而来，反映了各条链路的带宽大小关系。
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