CN101783771A - 一种实现负载均衡持续性的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现负载均衡持续性的方法和设备，负载均衡设备解析报文内容中的URL链接信息生成持续性表项，通过该持续性表项实现负载均衡的持续性，通过应用本发明的技术方案，为负载均衡设备提出一种基于URL信息截取的持续性方法，适用于真实服务器使用URL重写实现HTTP会话保持的应用场景，可以提高负载均衡设备的处理性能，并且不受客户端是否开启Cookie功能的影响。

Description

一种实现负载均衡持续性的方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种实现负载均衡持续性的方法和设备。

背景技术

由于目前现有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地增大，使得单一的服务器设备根本无法承担。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时，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增长的需求。为此，引入了负载均衡(Load Balance，LB)技术解决这样的问题。

在现有技术中，典型的负载均衡组网如图1所示。客户端将请求发送给服务器群前端的负载均衡设备，该请求的目的网络互联协议(Internet Protocol，IP)地址为虚服务网络互联协议(Virtual Service IP，VSIP)地址，负载均衡设备上的虚服务接收客户端请求，通过调度算法，选择一个真实服务器，将请求发送给选定的真实服务器，真实服务器的响应报文通过负载均衡设备再返回给客户，完成整个负载均衡调度过程。

一次业务交互可能包括多个传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)连接，如超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol，HTTP)应用。这些TCP连接间有关联关系，如HTTP网络购物，多条连接组成一次业务应用，但所有该业务的请求应发给同一服务器，否则可能造成无法完成所请求的功能。将多个连接持续重定向到同一个真实服务器的策略，就是持续性功能。

HTTP协议是无状态协议，无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力，但是很多HTTP业务是需要事务处理的记忆性的，如电子商务等。HTTP Session(HTTP会话)机制就是一种在客户端与服务器之间保持状态的解决方案，该机制是一种服务器端的机制，服务器通常使用一种类似于散列表的结构来保存信息。

当服务器为某个客户端的请求创建一个会话(Session)时，服务器首先检查这个客户端的请求里是否已包含了会话标识(Session ID)。

如果已包含一个Session ID，则说明以前已经为此客户端创建过Session，服务器就按照Session ID把这个Session检索出来使用；如果客户端请求不包含Session ID，则为此客户端创建一个Session并且生成一个与此Session相关联的Session ID，这个Session ID将被在本次响应中返回给客户端保存。

保存这个Session ID的方式可以采用Cookie和URL(Uniform ResourceLocators，统一资源定位符)重写方式，这样后续交互过程中浏览器可以这个标识发回给服务器。

其中，URL重写就是服务器把Session ID直接附加在URL路径的后面，附加方式有两种，一种是作为URL路径的附加信息，表现形式为：

http://...../xxx；sessionid＝abcd，

另一种是作为查询字符串附加在URL后面，表现形式为：

http://...../xxx？sessionid＝abcd，

这两种方式对于用户来说是没有区别的，只是服务器在解析时处理的方式不同。

其中，HTTP URL的基本格式如下：

″http:″″//″host[″：″port][abs_path[″；″params][″？″query]]

一条比较完整的HTTP URL例子如下：

http://www.google.com：80/intl/index.htm；acount＝tom？sessionid＝abcd

其中，params称为URL路径的附加信息，query称为查询字符串。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中的Cookie和URL重写方式分别存在以下问题：

1、Cookie功能可以被用户禁用。这种情况下用户浏览器不会把Cookie标识发回给服务器，从而负载均衡设备就无法通过Cookie持续性保证一次交互中的多次连接都能发给同一个真实服务器。

2、实际中有大量使用URL重写方法实现HTTP会话的处理的网络服务器，这种情况下负载均衡设备只能使用Cookie插入方式实现持续性，这种持续性方式需要在第一个响应报文插入Set-cookie信息，并且后续所有报文的TCP序列号等信息都需要修改，性能比较差。这是因为Cookie方式通常在第一个响应报文中插入Set-cookie信息，从而改变了该响应报文的内容长度；从而影响后续所有报文的TCP序列号都是不正确的，负载均衡设备需要对每个报文进行修改。

发明内容

本发明提供一种实现负载均衡持续性的方法和设备，使负载均衡设备通过对URL链接进行信息截取，结合持续性表项，实现负载均衡持续性的功能。

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种实现负载均衡持续性的方法，应用于包括负载均衡设备、至少一个客户端和至少一个服务器的系统中，所述负载均衡设备中维护持续性表项，所述持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，所述方法具体包括以下步骤：

当所述负载均衡设备接收到客户端发送的请求报文时，判断所述请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识；

如果判断结果为是，所述负载均衡设备根据持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，将所述请求报文发送给与所述会话标识相对应的服务器。

优选的，所述负载均衡设备中维护持续性表项，所述持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，具体包括：

所述负载均衡设备接收服务器发送的携带会话标识的响应报文，并判断当前是否建立了与所述会话标识相对应的持续性表项；

如果有，则直接将所述响应报文发送给相应的客户端，如果没有，所述负载设备建立所述会话标识与发送所述响应报文的服务器相对应的持续性表项。

优选的，所述请求报文或所述响应报文中携带会话标识的方式，具体包括：

所述请求报文或所述响应报文通过统一资源定位符URL链接的附加信息携带会话标识；或，

所述请求报文或所述响应报文通过URL链接后所附加的查询字符串携带会话标识。

优选的，当所述响应报文中携带多个URL链接时，所述方法还包括：

所述负载均衡设备解析所述响应报文中所携带第一个URL链接，确定所述响应报文中所携带的会话标识。

优选的，当所述负载均衡设备接收到客户端发送的请求报文时，判断所述请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识之后，还包括：

如果所述负载均衡设备判断所述请求报文中没有携带会话标识，或所述负载均衡设备判断所述请求报文中所携带的会话标识没有对应的持续性表项，所述负载均衡设备根据预设的调度算法为所述请求报文选择一个服务器；

所述负载均衡设备将所述请求报文发送给所述服务器。

另一方面，本发明还提供了一种负载均衡设备，应用于包括负载均衡设备、至少一个客户端和至少一个服务器的系统中，具体包括：

表项模块，用于维护持续性表项，所述持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系；

判断模块，与所述表项模块相连接，用于当接收到客户端发送的请求报文时，判断所述请求报文中是否携带与所述表项模块当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识；

通信模块，与所述判断模块和所述表项模块相连接，用于接收客户端发送的请求报文，并在所述判断模块的判断结果为是时，根据所述表项模块所维护的持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，将所述请求报文发送给与所述会话标识相对应的服务器。

优选的，所述通信模块，还用于接收服务器发送的携带会话标识的响应报文；

当所述通信模块接收到服务器发送的携带会话标识的响应报文时，所述判断模块判断所述表项模块中当前是否建立了与所述通信模块所接收到的会话标识相对应的持续性表项，如果有，则所述通信模块直接将所述响应报文发送给相应的客户端，如果没有，所述表项模块建立所述会话标识与发送所述响应报文的服务器相对应的持续性表项。

优选的，所述通信模块，具体包括：

解析子模块，用于解析接收到的请求报文和/或响应报文中所携带的会话标识；

其中，所述请求报文或所述响应报文中携带会话标识的方式，具体包括：

所述请求报文或所述响应报文通过统一资源定位符URL链接的附加信息携带会话标识；或，

所述请求报文或所述响应报文通过URL链接后所附加的查询字符串携带会话标识。

优选的，当所述响应报文中携带多个URL链接时，

所述解析子模块，解析所述响应报文中所携带第一个URL链接，确定所述响应报文中所携带的会话标识。

优选的，当所述通信模块接收到服务器发送的携带会话标识的响应报文时，所述判断模块判断所述表项模块中当前是否建立了与所述通信模块所接收到的会话标识相对应的持续性表项；

如果有，则所述通信模块直接将所述响应报文发送给相应的客户端，如果没有，所述表项模块建立所述会话标识与发送所述响应报文的服务器相对应的持续性表项。

优选的，所述判断模块判断所述请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识之后，如果所述判断模块判断所述请求报文中没有携带会话标识，或所述判断模块判断所述请求报文中所携带的会话标识没有对应的持续性表项，所述设备还包括：

选择模块，用于根据预设的调度算法为所述请求报文选择一个服务器，由所述通信模块将所述请求报文发送给所述选择模块所选择的服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过应用本发明的技术方案，为负载均衡设备提出一种基于URL信息截取的持续性方法，适用于真实服务器使用URL重写实现HTTP会话保持的应用场景，可以提高负载均衡设备的处理性能，并且不受客户端是否开启Cookie功能的影响。

附图说明

图1为现有技术中的负载均衡组网的网络结构示意图；

图2为本发明所提出的一种实现负载均衡持续性的方法的流程示意图；

图3为本发明所提出的一种具体应用场景下实现负载均衡持续性的方法的流程示意图；

图4为本发明所提出的一种负载均衡设备的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中的缺陷，在服务器使用URL重写方式实现HTTP会话的场景中，如果负载均衡设备此时使用URL信息截取，并建立相应的持续性表项记录截取信息和服务器的对应关系，那么，便可以实现负载均衡的持续性功能。

这样的处理思路并不依赖客户端是否使能Cookie功能，无论客户端是否使能Cookie功能，都可以使客户端一次交互中的多条链接发送到同一个真实服务器。

并且，在这种情况下，使用URL信息截取实现负载均衡持续性的思路不需要修改任何报文，性能优于Cookie持续性。

如图2所示，为本发明所提出的一种实现负载均衡持续性的方法的流程示意图，该方法应用于包括负载均衡设备、至少一个客户端和至少一个服务器的系统中，该方法具体包括以下步骤：

步骤S201、负载均衡设备中维护持续性表项，持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，具体包括：

负载均衡设备接收服务器发送的携带会话标识的响应报文，并判断当前是否建立了与会话标识相对应的持续性表项；

如果有，则直接将响应报文发送给相应的客户端，如果没有，负载设备建立会话标识与发送响应报文的服务器相对应的持续性表项。

步骤S202、当负载均衡设备接收到客户端发送的请求报文时，判断请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识。

如果判断结果为是，执行步骤S203；

如果判断结果为否，执行步骤S204。

其中，请求报文或响应报文中携带会话标识的方式，具体包括：

请求报文或响应报文通过统一资源定位符URL链接的附加信息携带会话标识；或，

请求报文或响应报文通过URL链接后所附加的查询字符串携带会话标识。

在具体的应用场景中，上述的请求报文或响应报文中携带会话标识的具体方式需要提前进行设定，具体携带方式的变化并不会影响本发明的保护范围。

进一步的，当响应报文中携带多个URL链接时，方法还包括：

负载均衡设备解析响应报文中所携带第一个URL链接，确定响应报文中所携带的会话标识。

步骤S203、负载均衡设备根据持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，将请求报文发送给与会话标识相对应的服务器。

步骤S204、负载均衡设备根据预设的调度算法为请求报文选择一个服务器。

触发执行本步骤的场景具体包括以下两种情况：

负载均衡设备判断请求报文中没有携带会话标识；或，

负载均衡设备判断请求报文中所携带的会话标识没有对应的持续性表项。

步骤S205、负载均衡设备将请求报文发送给选择出的服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过应用本发明的技术方案，为负载均衡设备提出一种基于URL信息截取的持续性方法，适用于真实服务器使用URL重写实现HTTP会话保持的应用场景，可以提高负载均衡设备的处理性能，并且不受客户端是否开启Cookie功能的影响。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

由前述说明可知，会话标识可以以查询字符串或URL链接的附加信息的方式携带于请求报文或响应报文中，下面以负载均衡设备截取查询字符串的场景为例，来说明负载均衡设备的处理过程。

这种方法要求用户在负载均衡设备配置截取信息的标识域名(例如Session ID)。处理过程如图3所示，包括以下步骤：

步骤S301、客户端和负载均衡设备建立TCP连接。

步骤S302、客户端发送HTTP请求报文，请求主页。

步骤S303、负载均衡设备根据调度算法为客户端选择选择真实服务器Server1。

步骤S304、负载均衡设备和Server1建立连接，并向Server1转发客户端所发送的HTTP请求报文。

步骤S305、Server1回应HTTP响应报文。

该报文内容中携带主页所有链接所对应的URL链接信息，例如：

/index.htm？sessionid＝abcd

其中，“sessionid＝abcd”表明本次会话所对应的Session ID为abcd。

通过上述流程描述可以看出，本发明技术方案中需要服务器使用URL重写方式实现HTTP会话，因此，负载均衡设备从真实服务器(在本实施例中为Server1)收到的HTTP响应报文中携带的所有URL链接的形式均如下所示：

http://x.x.x.x/xxx？sessionid＝abcd。

在实际的应用场景中，可以根据实际的网络地址和系统需要，按照上述格式，构造相应的URL链接。

步骤S306、负载均衡设备解析HTTP响应报文的内容中所携带的URL链接信息，得到Session ID对应的值为abcd，并生成abcd和Server1对应的持续性表项。

负载均衡设备解析一个业务会话中第一个响应报文中的URL链接，得到其中的sessionid字段对应的值abcd，并生成持续性表项，持续性表项的格式可以为：

abcd<--->server1，以此来表示会话标识与相应服务器的对应关系。

在具体的应用场景中，如果负载均衡设备接收到的响应报文中携带了多个URL链接，由于所有URL携带的会话标识是相同的，因此，负载均衡设备只需要解析该响应报文中的第一个URL链接即可。

步骤S307、负载均衡设备向客户端转发HTTP响应报文。

步骤S308、客户端点击主页中的链接，以新的连接发起对新链接的HTTP请求，URL为/index.htm？sessionid＝abcd。

其中上述的/index.htm？是本发明中给出的具体实例，在实际应用场景中，客户端后续点击已经建立了持续性表项的业务服务的其他页面时，请求报文中的URL链接的格式如下：

http://x.x.x.x/xxx？sessionid＝abcd，

其中的x.x.x.x/xxx？，可以根据实际的网络地址和系统需要进行替换。

步骤S309、负载均衡设备解析新请求中URL的查询字符串信息，得到sessionid的值abcd，通过查询持续性表项，得到该请求所对应的真实服务器为Server1。

在本步骤的处理中，负载均衡设备只需要在URL链接中解析出sessionid对应的值为abcd，然后用abcd来匹配持续性表项，找到真实服务器为Server1，直接把该请求报文发给Server1，由其进行后续业务的处理。

步骤S310、负载均衡设备向Server1发送本次请求，由服务器执行相应的业务处理。

通过上面的处理过程，客户端在本次业务交互过程中的多次连接都被发送给Server1，保证了业务的顺利进行，和负载均衡的持续性实现。

需要进一步指出的是，上述的流程说明是在以负载均衡设备截取查询字符串的场景为例进行说明的，如果是负载均衡设备截取URL链接的附加信息，那么，相应的处理过程与前述场景类似，在此不再重复叙述。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过应用本发明的技术方案，为负载均衡设备提出一种基于URL信息截取的持续性方法，适用于真实服务器使用URL重写实现HTTP会话保持的应用场景，可以提高负载均衡设备的处理性能，并且不受客户端是否开启Cookie功能的影响。

为了实现本发明的技术方案，本发明还提出了一种负载均衡设备，应用于包括负载均衡设备、至少一个客户端和至少一个服务器的系统中。

如图4所示，为本发明提出的一种负载均衡设备的结构示意图，该负载均衡设备具体包括：

表项模块41，用于维护持续性表项，持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系。

判断模块42，与表项模块41相连接，用于当接收到客户端发送的请求报文时，判断请求报文中是否携带与表项模块41当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识。

通信模块43，与判断模块42和表项模块41相连接，用于接收客户端发送的请求报文，并在判断模块42的判断结果为是时，根据表项模块41所维护的持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，将请求报文发送给与会话标识相对应的服务器。

在具体的应用场景中，通信模块43还用于接收服务器发送的携带会话标识的响应报文；

当通信模块43接收到服务器发送的携带会话标识的响应报文时，判断模块42判断表项模块41中当前是否建立了与通信模块43所接收到的会话标识相对应的持续性表项；

如果有，则通信模块43直接将响应报文发送给相应的客户端，如果没有，表项模块41建立会话标识与发送响应报文的服务器相对应的持续性表项。

为了实现上述的技术方案，相应的通信模块43具体包括：

解析子模块431，用于解析接收到的请求报文和/或响应报文中所携带的会话标识；

其中，请求报文或响应报文中携带会话标识的方式，具体包括：

请求报文或响应报文通过统一资源定位符URL链接的附加信息携带会话标识；或，

请求报文或响应报文通过URL链接后所附加的查询字符串携带会话标识。

另一方面，当响应报文中携带多个URL链接时，

解析子模块431，解析响应报文中所携带第一个URL链接，确定响应报文中所携带的会话标识。

需要进一步指出的是，判断模块42判断请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识之后，如果判断模块42判断请求报文中没有携带会话标识，或判断模块42判断请求报文中所携带的会话标识没有对应的持续性表项，该负载均衡设备还包括：

选择模块44，用于根据预设的调度算法为请求报文选择一个服务器，由通信模块43将请求报文发送给选择模块所选择的服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过应用本发明的技术方案，为负载均衡设备提出一种基于URL信息截取的持续性方法，适用于真实服务器使用URL重写实现HTTP会话保持的应用场景，可以提高负载均衡设备的处理性能，并且不受客户端是否开启Cookie功能的影响。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现负载均衡持续性的方法，应用于包括负载均衡设备、至少一个客户端和至少一个服务器的系统中，其特征在于，所述负载均衡设备中维护持续性表项，所述持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，所述方法具体包括以下步骤：

当所述负载均衡设备接收到客户端发送的请求报文时，判断所述请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识；

如果判断结果为是，所述负载均衡设备根据持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，将所述请求报文发送给与所述会话标识相对应的服务器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载均衡设备中维护持续性表项，所述持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，具体包括：

所述负载均衡设备接收服务器发送的携带会话标识的响应报文，并判断当前是否建立了与所述会话标识相对应的持续性表项；

如果有，则直接将所述响应报文发送给相应的客户端，如果没有，所述负载设备建立所述会话标识与发送所述响应报文的服务器相对应的持续性表项。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述请求报文或所述响应报文中携带会话标识的方式，具体包括：

所述请求报文或所述响应报文通过统一资源定位符URL链接的附加信息携带会话标识；或，

所述请求报文或所述响应报文通过URL链接后所附加的查询字符串携带会话标识。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述响应报文中携带多个URL链接时，所述方法还包括：

所述负载均衡设备解析所述响应报文中所携带第一个URL链接，确定所述响应报文中所携带的会话标识。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述负载均衡设备接收到客户端发送的请求报文时，判断所述请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识之后，还包括：

如果所述负载均衡设备判断所述请求报文中没有携带会话标识，或所述负载均衡设备判断所述请求报文中所携带的会话标识没有对应的持续性表项，所述负载均衡设备根据预设的调度算法为所述请求报文选择一个服务器；

所述负载均衡设备将所述请求报文发送给所述服务器。

6.一种负载均衡设备，应用于包括负载均衡设备、至少一个客户端和至少一个服务器的系统中，其特征在于，具体包括：

表项模块，用于维护持续性表项，所述持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系；

判断模块，与所述表项模块相连接，用于当接收到客户端发送的请求报文时，判断所述请求报文中是否携带与所述表项模块当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识；

通信模块，与所述判断模块和所述表项模块相连接，用于接收客户端发送的请求报文，并在所述判断模块的判断结果为是时，根据所述表项模块所维护的持续性表项中记录会话标识与服务器的对应关系，将所述请求报文发送给与所述会话标识相对应的服务器。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，

所述通信模块，还用于接收服务器发送的携带会话标识的响应报文；

当所述通信模块接收到服务器发送的携带会话标识的响应报文时，所述判断模块判断所述表项模块中当前是否建立了与所述通信模块所接收到的会话标识相对应的持续性表项，如果有，则所述通信模块直接将所述响应报文发送给相应的客户端，如果没有，所述表项模块建立所述会话标识与发送所述响应报文的服务器相对应的持续性表项。

8.如权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述通信模块，具体包括：

解析子模块，用于解析接收到的请求报文和/或响应报文中所携带的会话标识；

其中，所述请求报文或所述响应报文中携带会话标识的方式，具体包括：

所述请求报文或所述响应报文通过统一资源定位符URL链接的附加信息携带会话标识；或，

所述请求报文或所述响应报文通过URL链接后所附加的查询字符串携带会话标识。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，当所述响应报文中携带多个URL链接时，

所述解析子模块，解析所述响应报文中所携带第一个URL链接，确定所述响应报文中所携带的会话标识。

10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述判断模块判断所述请求报文中是否携带与当前已经建立的持续性表项相对应的会话标识之后，如果所述判断模块判断所述请求报文中没有携带会话标识，或所述判断模块判断所述请求报文中所携带的会话标识没有对应的持续性表项，所述设备还包括：

选择模块，用于根据预设的调度算法为所述请求报文选择一个服务器，由所述通信模块将所述请求报文发送给所述选择模块所选择的服务器。

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