CN101778050A - 负载均衡方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种负载均衡方法、装置和系统。涉及计算机领域；解决了负载均衡效率低的问题。该方法包括：交换芯片通过网卡接口接收客户请求；所述交换芯片根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过所述网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送。本发明提供的技术方案适用于互联网核心业务。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种负载均衡方法、装置和系统。
背景技术
Internet的规模每一百天就会增长一倍，客户希望获得7天24小时的不间断可用性及较快的系统反应时间。网络的各个核心部分随着业务量的提高、访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应增大，使得单一设备根本无法承担。在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，这样将造成现有资源的浪费，而且如果再面临下一次业务量的提升，这又将导致再一次硬件升级的高额成本投入，甚至性能再卓越的设备也不能满足当前业务量的需求。于是，负载均衡机制应运而生。
负载均衡(Load Balance)建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
目前在多台服务器间进行负载均衡时，一般采用以英特尔架构(IA，IntelArchitecture)系统架构为基础的网络负载均衡器，通过在系统之上安装负载均衡软件实现，IA架构的cpu并不适合处理数据包长度较小的网络应用，效率低，无法支持大规模并发访问。
发明内容
本发明提供了一种负载均衡方法、装置和系统，解决了负载均衡效率低的问题。
一种负载均衡方法，包括：
交换芯片通过网卡接口接收客户请求；
所述交换芯片根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过所述网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送。
进一步的，所述交换芯片通过网卡接口接收客户请求的步骤之前，还包括：
在存储器中存储至少一个负载均衡规则，以确定所述交换芯片上网卡接口和网络接口的对应关系；
通过单片机对所述交换芯片进行控制，从所述至少一个负载均衡规则中选择一个负载均衡规则。
进一步的，所述交换芯片通过网卡接口接收客户请求的步骤之前，还包括：
通过单片机为各网卡接口分配虚拟IP地址。
进一步的，上述负载均衡方法还包括：
所述交换芯片通过所述网络接口接收后台服务器发送的内容数据；
所述交换芯片根据所述预置的负载均衡规则，将所述内容数据通过相应的网卡接口向客户发送。
进一步的，上述负载均衡方法还包括：
对后台服务器工作情况进行探测；
如果发现后台服务器故障，则将该后台服务器对应的网络端口释放；或，
如果发现新的后台服务器加入，则为该后台服务器分配网络端口。
本发明还提供了一种交换芯片，连接有至少一个网卡接口、至少一个网络接口，该交换芯片包括：
数据接收模块，用于通过网卡接口接收客户请求；
转发模块，用于根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过所述网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送。
进一步的，所述数据接收模块，还用于通过网络接口接收后台服务器发送的内容数据；
所述转发模块，还用于根据所述预置的负载均衡规则，将所述内容数据通过相应的网卡接口向客户发送。
本发明还提供了一种负载均衡系统，包括交换芯片和与该交换芯片相连接的至少一个网卡接口，以及与该交换芯片相连接的至少一个网络接口，各网络接口均连接有一后台服务器，一个网卡接口对应至少一个网络接口；
所述交换芯片，用于交换芯片通过所述网卡接口接收客户请求，并根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过所述网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送。
进一步的，上述负载均衡系统还包括单片机、存储器和控制终端；
所述存储器，用于存储至少一个负载均衡规则；
所述单片机，用于对所述交换芯片进行控制，从所述至少一个负载均衡规则中选择一个负载均衡规则，以及为各网卡接口分配虚拟IP地址；
所述控制终端，用于控制所述单片机对所述交换芯片进行控制。
进一步的，所述交换芯片，还用于通过所述网络接口接收后台服务器发送的内容数据，并根据所述预置的负载均衡规则，将所述内容数据通过相应的网卡接口向客户发送。
本发明的实施例提供了一种负载均衡方法、装置和系统，由专用于负载的交换芯片来完成多个后台服务器间的负载均衡，具体的，交换芯片通过网卡接口接收客户请求，然后根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过相应的网络接口向后台服务器发送，解决了通过PC或软件实现负载均衡时效率低的问题。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的一种交换芯片的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的一种负载均衡系统的结构示意图；
图3为本发明的又一实施例提供的一种负载均衡系统的结构示意图；
图4为本发明的实施例提供的一种负载均衡方法的流程图。
具体实施方式
在使用软件实现负载均衡时，一般采用以英特尔架构(IA，IntelArchitecture)系统架构为基础的网络负载均衡器，通过在系统之上安装负载均衡软件实现，IA架构的cpu并不适合处理数据包长度较小的网络应用，效率低，无法支持大规模并发访问。
为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种硬件负载均衡装置，具体为一交换芯片，其结构如图1所示，包括数据接收模块101和转发模块102。本发明的实施例所采用的交换芯片为ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)的芯片。
ASIC是一种为专门目的而设计的集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。
结合上述交换芯片，本发明的实施例还提供了一种负载均衡系统，其结构如图2所示，包括交换芯片201，在交换芯片201上连接有至少一个网卡接口202和至少一个网络接口203，每个网卡接口都具有一个虚拟IP，各网卡接口都对应至少一个网络接口。
进一步的，上述负载均衡系统如图3所示，还包括单片机204、存储器205和控制终端206(如PC等)。在存储器205中存储有至少一个负载均衡规则。通过单片机205能够实现对交换芯片201的控制。
本发明的实施例还提供了一种负载均衡方法，在上述负载均衡系统中使用该方法，能够实现高效的负载均衡，具体流程如图4所示，包括：
步骤401、在负载均衡系统初始化时，对交换芯片进行配置；
本步骤中，首先通过外部操作控制终端206，如通过PC，将负载均衡程序下载到单片机205中，再运行单片机205，由单片机205完成对交换芯片201的各项配置，主要包括：
1、为各网卡接口分配虚拟IP并确定虚拟IP与网络接口的对应关系；
每个虚拟IP各对应一种业务，当用户请求业务时，会将用户业务的请求发送到相应的虚拟IP上。
可选的，在负载均衡系统中存在多个网卡接口时，可以只为每个网卡接口分配一个虚拟IP，用于完成一种业务；也可以为同一网卡接口分配多个虚拟IP，不同的虚拟IP对应不同的业务。
一个虚拟可以对应多个网络接口，且由于本发明的实施例所使用的交换芯片支持VLAN功能，故虚拟IP与网络接口的对应关系是可以灵活设置的。
在一个网卡接口拥有多个虚拟IP时，每个虚拟IP对应的网络接口也不同，例如同一网卡接口有三个虚拟IP，分别对应三种业务，那么交换芯片在接收到请求后，首先根据虚拟IP确定对应的网络接口，进而将业务请求转发至相应的服务器。
2、确定交换芯片201的负载均衡规则；
本发明的实施例中，对数据的负载均衡运算、调度，主要由交换芯片201完成。在完成负载均衡时，需要遵守一定的规则。在存储器205上，存储着至少一个负载均衡规则，例如轮循规则、动态负载均衡规则。单片机205根据外部指令，或根据一些实时的数据(如当前各服务器负载情况等)，决定采用的负载均衡规则，并指示交换芯片201根据选定的负载均衡规则完成数据交换。例如，在采用轮循规则时，当自一网卡接口接收到业务请求后，首先查询上一次使用的网络接口，然后将业务请求分配给下一网络接口。
3、确定网络接口对应的后台服务器；
网络接口直接与后台服务器一一对应。将提供同一业务的多个后台服务器与该业务对应的网卡接口(或虚拟IP)对应起来，并在存储器205中存储这一对应关系。
由于存在后台服务器故障及新的服务器加入网络的情况，故需要周期性的探测当前网络中各后台服务器的工作情况，如通过交换芯片判断网络接口电压是否存在来进行检测。如果发现后台服务器故障，则将该后台服务器对应的网络端口释放；或，果发现新的后台服务器加入，则为该后台服务器分配网络端口。
在完成上述各项配置后，系统就可以启动，进行负载均衡了。
步骤402、交换芯片通过网卡接口接收客户请求，并根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过该网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送；
本步骤中，交换芯片201通过网卡接口202接收客户请求，并根据步骤401确定的负载均衡规则，将接收到的客户请求通过相应的网络接口转发给后台服务器。
步骤403、交换芯片通过所述网络接口接收后台服务器发送的内容数据，并根据所述预置的负载均衡规则，将所述内容数据通过相应的网卡接口向客户发送；
本步骤中，后台服务器自网络接口接收到客户请求后，向同一网络接口发送该请求对应的内容数据，内容数据的源地址即为对应网卡接口的虚拟IP。
交换芯片201经网络接口接收到内容数据，根据步骤401确定的负载均衡规则，将内容数据经由对应的网卡接口，向用户发送。
本发明的实施例提供了一种负载均衡方法、装置和系统，由专用于负载的交换芯片来完成多个后台服务器间的负载均衡，具体的，交换芯片通过网卡接口接收客户请求，然后根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过相应的网络接口向后台服务器发送，解决了通过PC或软件实现负载均衡时效率低的问题。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种负载均衡方法，其特征在于，包括：
交换芯片通过网卡接口接收客户请求；
所述交换芯片根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过所述网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送。
2.根据权利要求1所述的负载均衡方法，其特征在于，所述交换芯片通过网卡接口接收客户请求的步骤之前，还包括：
在存储器中存储至少一个负载均衡规则，以确定所述交换芯片上网卡接口和网络接口的对应关系；
通过单片机对所述交换芯片进行控制，从所述至少一个负载均衡规则中选择一个负载均衡规则。
3.根据权利要求1所述的负载均衡方法，其特征在于，所述交换芯片通过网卡接口接收客户请求的步骤之前，还包括：
通过单片机为各网卡接口分配虚拟IP地址。
4.根据权利要求1所述的负载均衡方法，其特征在于，还包括：
所述交换芯片通过所述网络接口接收后台服务器发送的内容数据；
所述交换芯片根据所述预置的负载均衡规则，将所述内容数据通过相应的网卡接口向客户发送。
5.根据权利要求1所述的负载均衡方法，其特征在于，还包括：
对后台服务器工作情况进行探测；
如果发现后台服务器故障，则将该后台服务器对应的网络端口释放；或，
如果发现新的后台服务器加入，则为该后台服务器分配网络端口。
6.一种交换芯片，其特征在于，连接有至少一个网卡接口、至少一个网络接口，该交换芯片包括：
数据接收模块，用于通过网卡接口接收客户请求；
转发模块，用于根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过所述网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送。
7.根据权利要求6所述的交换芯片，其特征在于，
所述数据接收模块，还用于通过网络接口接收后台服务器发送的内容数据；
所述转发模块，还用于根据所述预置的负载均衡规则，将所述内容数据通过相应的网卡接口向客户发送。
8.一种负载均衡系统，其特征在于，包括交换芯片和与该交换芯片相连接的至少一个网卡接口，以及与该交换芯片相连接的至少一个网络接口，各网络接口均连接有一后台服务器，一个网卡接口对应至少一个网络接口；
所述交换芯片，用于交换芯片通过所述网卡接口接收客户请求，并根据预置的负载均衡规则，将所述客户请求通过所述网卡接口对应的网络接口向后台服务器发送。
9.根据权利要求8所述的负载均衡系统，其特征在于，还包括单片机、存储器和控制终端；
所述存储器，用于存储至少一个负载均衡规则；
所述单片机，用于对所述交换芯片进行控制，从所述至少一个负载均衡规则中选择一个负载均衡规则，以及为各网卡接口分配虚拟IP地址；
所述控制终端，用于控制所述单片机对所述交换芯片进行控制。
10.根据权利要求8所述的负载均衡系统，其特征在于，
所述交换芯片，还用于通过所述网络接口接收后台服务器发送的内容数据，并根据所述预置的负载均衡规则，将所述内容数据通过相应的网卡接口向客户发送。
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