CN102281190A - 负载均衡装置组网方法以及服务器、客户端接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够有效对负载均衡装置集群进行管理的云架构负载均衡装置的组网方法，本发明还涉及一种能够实时获取应用服务器状态信息的应用服务器加入负载均衡装置集群的方法，此外，本发明还涉及一种能够根据应用服务器端的响应时间、负载情况、客户端的网络提供商等进行加权计算，自动调拨最优资源，有效缩短请求响应时间的客户端接入应用服务器的方法。

Description

负载均衡装置组网方法以及服务器、客户端接入方法

技术领域

本发明涉及一种负载均衡装置的组网方法，本发明还涉及一种应用服务器加入负载均衡装置集群的方法，本发明还涉及一种客户端接入应用服务器的方法。

背景技术

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。　　

负载均衡（又称为负载分担），是将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务，是一种建立在现有网络结构之上，扩展网络设备、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的廉价又有效的方法。

现有技术中的负载均衡技术，存在以下几个缺点：1、负载均衡装置集群无法对可用的负载均衡装置进行有效的管理，对各个负载均衡装置的状态进行有效监控；2、无法对连接到负载均衡装置集群的应用服务器进行有效的管理和状态监控；3、由于上述两个缺点的存在，并且，大多采用服务轮询的方式分发客户端请求，随机将请求转向到服务器集群中的某台服务器上去，没有综合考虑服务器负载、服务器性能、服务器所在网络等因素，负载均衡前置机自身和集群的负载也没有很好的考虑，服务器集群庞大后，节点的配置管理成本也随之显著上升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的负载均衡技术所存在的缺点，提出一种能够有效对负载均衡装置集群进行管理的云架构负载均衡装置的组网方法，本发明还提供一种能够实时获取应用服务器状态信息的应用服务器加入负载均衡装置集群的方法，本发明还提供了一种能够根据应用服务器端的响应时间、负载情况、客户端的网络提供商等进行加权计算，自动调拨最优资源，有效缩短请求响应时间的客户端接入应用服务器的方法。

为达到上述目的，本发明所采用的第一个技术方案是：

一种云架构负载均衡装置的组网方法，包括如下步骤：

（S001）预定义至少两个地址，使用一个指定的预定义地址启动首台负载均衡装置；

（S002）首台启动的负载均衡装置定时向其余的预定义地址发出心跳包，同时开始监听心跳包；

（S003）启动其他负载均衡装置，并为其匹配一个预定义地址，新启动的每台负载均衡装置定时向其他预定义地址发出心跳包，同时，开始监听心跳包；

（S004）将已匹配的预定义地址加入可用地址列表，并存入已启动的每台负载均衡装置；

（S005）如果负载均衡装置接收到的合法心跳包来自未知地址，则将该地址加入可用地址列表，如果一定时间内没有接收到某台负载均衡装置的心跳包，则将该装置标记为暂时不可用状态；

（S006）新加入的负载均衡器连接任一已匹配预定义地址的负载均衡器，获取可用地址列表，并向列表中的所有负载均衡器地址发送心跳包，同时，开始监听心跳包。

上述技术方案还可以进一步优化：

    作为优选，它还包括如下步骤：

（S007）已匹配预定义地址的负载均衡器连接全部新加入的负载均衡器并查询其可用地址列表；

（S008）如果新加入的负载均衡器已获取所有已知负载均衡器的地址，则结束查询，否则，更新其可用地址列表。

作为优选，它还包括如下步骤：

（S009）全部负载均衡装置定时交互各自保存的可用地址列表。

由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：

    加入集群的任意一台负载均衡装置均能够及时的获知集群中除自身外的任意一台负载均衡装置的地址及运行状态，此外，新加入的负载均衡装置也可以在最短时间内通过可用地址列表获知集群内的其他负载均衡装置信息，并且，将自己保存的可用地址列表与集群内的其他负载均衡装置分享。上述技术方案所提出的组网方法，极大的提高了组网效率和准确度，为应用服务器和客户端的接入与请求转接提供了保障。

为达到上述目的，本发明所采用的第二个技术方案是：

    一种应用服务器加入采用上述组网方法形成的负载均衡装置集群的方法，包括如下步骤：

（S001）启动一应用服务器，并接入一负载均衡装置节点；

（S002）应用服务器从接入的负载均衡装置获取负载均衡装置集群的可用地址列表并保存；

（S003）负载均衡装置获取应用服务器的负载状况、应答耗时、网络延迟时间信息，并将上述信息告知集群中的其他负载均衡装置；

上述技术方案还可以进一步优化：

    作为优选，它还包括如下步骤：

（S004）集群中的所有负载均衡装置定时获取应用服务器的负载状况、应答耗时、网络延迟时间信息。

作为优选，负载均衡装置通过连接应用服务器的状态监测接口，获取应用服务器的信息。

作为优选，应答耗时是指应用服务器的状态监测接口对负载均衡装置的连接请求的应答时间；网络延迟时间是指发送连接请求的负载均衡装置与接受请求的应用服务器之间的网络延迟时间。

作为优选，它还包括如下步骤：

（S005）应用服务器定时从集群中的任一负载均衡装置获取可用地址列表。

由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：

应用服务器的新增或删除操作只需要告知任意一个负载均衡装置节点，即可通知整个网络，此外，负载均衡装置节点新增和删除的操作也能够及时的更新到每一台应用服务器端；此外，集群中的每一个负载均衡装置均对所有应用服务器的负载状况、应答耗时、网络延迟时间等表征应用服务器状况的信息进行实时跟踪，为客户端接入后获取最佳网络路径，选取最佳应用服务器响应客户请求提供了有力保障。

为达到上述目的，本发明所采用的第三个技术方案是：

    一种客户端经过采用上述组网方法形成的负载均衡装置集群接入应用服务器的方法，包括如下步骤：

（S001）客户端定时向集群中的任一负载均衡装置发送获取最佳负载均衡装置节点路径的请求；

（S002）接受请求的负载均衡装置选择3～5个最佳网络连接路径的可用负载均衡装置节点列表，并按照质量由高至低排序后发送给客户端，客户端保存至少一条最佳网络连接路径；

（S003）客户端选择一个网络连接路径发送请求，或选择多条网络连接路径同时分发请求；

（S004）接受请求的负载均衡装置选择最佳应用服务器，并转发客户端请求。

上述技术方案还可以进一步优化：

    作为优选，步骤（S004）进一步包括如下子步骤：

（S004.1）负载均衡装置收到客户端请求；

（S004.2）负载均衡装置获取每个应用服务器的网络连接延时、探测接口响应时间、负载情况、预计的网络传输包大小信息；

（S004.3）负载均衡装置根据获取的所述信息加权选择出最佳的应用服务器；

（S004.4）向选择的最佳应用服务器转发客户端请求。

由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：

在处理客户端的请求时，根据客户端的网络情况和应用服务器端的综合情况，给出3～5条最佳网络连接路径，并根据用户指令调集最优资源，或采用多条路径同时发送不同请求，大大的缩短了请求的响应时间；同时，客户端只需接入一个任意的负载均衡器地址，便可获得对于客户端的最佳负载均衡器地址，并得到能够以最快速度处理请求的应用服务器响应。

附图说明

图1为本发明的一种示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明。

一种负载均衡装置的组网方法，包括如下步骤：

（S001）预定义至少两个地址（图1中给出了3个预定义地址，其中一个用于指定给首台启动的负载均衡装置，另外2个用于匹配给后续启动的负载均衡装置），使用一个指定的预定义地址启动首台负载均衡装置，图中所示为负载均衡装置1；

（S002）首台启动的负载均衡装置定时向其余的预定义地址发出心跳包，同时开始监听心跳包；

（S003）启动其他负载均衡装置，并为其匹配一个预定义地址（如图1所示，为负载均衡装置2匹配预定义地址1，为负载均衡装置3匹配预定义地址2），新启动的每台负载均衡装置定时向其他预定义地址发出心跳包，同时，开始监听心跳包；

（S004）将已匹配的预定义地址加入可用地址列表，并存入已启动的每台负载均衡装置；

（S005）如果负载均衡装置接收到的合法（通过特定的验证方法对接收到的心跳包进行验证，以确保收到的心跳包是来自于合法的负载均衡装置）心跳包来自未知地址，如图1所示的新地址，则将该地址加入任意负载均衡装置的可用地址列表，图1所示，将新地址加入可用地址列表1或/和3；此外，如果一个负载均衡装置在一定时间内没有接收到某台负载均衡装置的心跳包，则在可用地址列表中将该装置标记为暂时不可用状态；

（S006）新加入的负载均衡器首先连接任一已匹配预定义地址的负载均衡器，获取可用地址列表，并且向列表中的所有负载均衡器地址发送心跳包，同时，开始监听心跳包；

（S007）已匹配预定义地址的负载均衡器连接全部新加入的负载均衡器并查询其可用地址列表，如图1所示，负载均衡器1、2、3查询负载均衡器4的可用地址列表；

（S008）如果新加入的负载均衡器已获取所有已知负载均衡器的地址，则结束查询，否则，更新其可用地址列表。

（S009）全部负载均衡装置定时交互各自保存的可用地址列表，确保所有最新的地址信息被集群中每个负载均衡装置所获知。

接下来，介绍应用服务器加入采用上述组网方法形成的负载均衡装置集群的方法，包括如下步骤：

（S001）启动一应用服务器，并接入一负载均衡装置节点；

（S002）应用服务器从接入的负载均衡装置获取负载均衡装置集群的可用地址列表并保存；

（S003）负载均衡装置通过连接应用服务器的状态监测接口获取应用服务器的负载状况、应答耗时、网络延迟时间信息，并将上述信息告知集群中的其他负载均衡装置，其中，应答耗时是指应用服务器的状态监测接口对负载均衡装置的连接请求的应答时间；网络延迟时间是指发送连接请求的负载均衡装置与接受请求的应用服务器之间的网络延迟时间；

（S004）集群中的所有负载均衡装置定时获取应用服务器的负载状况、应答耗时、网络延迟时间信息。

（S005）应用服务器定时从集群中的任一负载均衡装置获取可用地址列表，如应用服务器可以从负载均衡装置3处获取可用地址列表，也可以从负载均衡装置2处获取该列表；并且，应用服务器保存全部获取的负载均衡装置列表，当某个负载均衡装置节点故障时，通过其他节点连接到负载均衡装置集群。

    最后，介绍客户端经过采用上述组网方法形成的负载均衡装置集群接入应用服务器的方法，包括如下步骤：

（S001）客户端定时向集群中的任一负载均衡装置发送获取最佳负载均衡装置节点路径的请求；

（S002）接受请求的负载均衡装置基于客户端所在地、接入的网络服务商、装置自身当前流量等信息，选择3～5个最佳网络连接路径的可用负载均衡装置节点列表，并按照质量由高至低排序后发送给客户端，客户端保存至少一条最佳网络连接路径，对于客户端来说，这里所述的最佳网络连接路径是一个负载均衡装置的最佳接入地址，其余路径信息维护在负载均衡装置内部；

（S003）客户端选择一个网络连接路径发送请求，或选择多条网络连接路径同时分发请求；

需要说明的是，步骤（S001）和步骤（S002）设定有触发频率，此触发频率与客户端从应用服务器获取数据的需求并不同步，当客户端想要从应用服务器获取数据时，其首先发送一个发送业务请求，由于客户端保存有至少一条最佳网络连接路径，所以，即可以根据请求应答直接选择这一路径，进行应用服务器请求的发送。

客户端接入应用服务器的方法还包括如下步骤：

（S004）接受请求的负载均衡装置选择最佳应用服务器，并转发客户端请求，步骤（S004）进一步包括如下子步骤：

（S004.1）负载均衡装置收到客户端请求，这里所述的请求分为两种，一种是获取负载均衡装置最佳路径的请求，一种是发送到应用服务器的请求；

（S004.2）负载均衡装置获取每个应用服务器的网络连接延时、探测接口响应时间、负载情况、预计的网络传输包大小信息；

（S004.3）负载均衡装置根据获取的所述信息加权选择出最佳的应用服务器；

（S004.4）向选择的最佳应用服务器转发客户端请求。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改、等同替换等，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种云架构负载均衡装置的组网方法，包括如下步骤：

（S001）预定义至少两个地址，使用一个指定的预定义地址启动首台负载均衡装置；

（S002）首台启动的负载均衡装置定时向其余的预定义地址发出心跳包，同时开始监听心跳包；

（S003）启动其他负载均衡装置，并为其匹配一个预定义地址，新启动的每台负载均衡装置定时向其他预定义地址发出心跳包，同时，开始监听心跳包；

（S004）将已匹配的预定义地址加入可用地址列表，并存入已启动的每台负载均衡装置；

（S005）如果负载均衡装置接收到的合法心跳包来自未知地址，则将该地址加入可用地址列表，如果一定时间内没有接收到某台负载均衡装置的心跳包，则将该装置标记为暂时不可用状态；

（S006）新加入的负载均衡器连接任一已匹配预定义地址的负载均衡器，获取可用地址列表，并向列表中的所有负载均衡器地址发送心跳包，同时，开始监听心跳包。

2.根据权利要求1所述的云架构负载均衡装置的组网方法，其特征在于，它还包括如下步骤：

（S007）已匹配预定义地址的负载均衡器连接全部新加入的负载均衡器并查询其可用地址列表；

（S008）如果新加入的负载均衡器已获取所有已知负载均衡器的地址，则结束查询，否则，更新其可用地址列表。

3.根据权利要求1或2所述的云架构负载均衡装置的组网方法，其特征在于，它还包括如下步骤：

（S009）全部负载均衡装置定时交互各自保存的可用地址列表。

4.一种应用服务器加入采用如权利要求1所述的方法组网的负载均衡装置集群的方法，包括如下步骤：

（S001）启动一应用服务器，并接入一负载均衡装置节点；

（S002）应用服务器从接入的负载均衡装置获取负载均衡装置集群的可用地址列表并保存；

（S003）所述的负载均衡装置获取所述的应用服务器的负载状况、应答耗时、网络延迟时间信息，并将上述信息告知集群中的其他负载均衡装置。

5.根据权利要求4所述的应用服务器加入负载均衡装置集群的方法，其特征在于，它还包括如下步骤：

（S004）所述的集群中的所有负载均衡装置定时获取所述的应用服务器的负载状况、应答耗时、网络延迟时间信息。

6.根据权利要求4或5所述的应用服务器加入负载均衡装置集群的方法，其特征在于，负载均衡装置通过连接应用服务器的状态监测接口，获取应用服务器的信息。

7.根据权利要求6所述的应用服务器加入负载均衡装置集群的方法，其特征在于，所述的应答耗时是指应用服务器的状态监测接口对负载均衡装置的连接请求的应答时间；所述的网络延迟时间是指发送连接请求的负载均衡装置与接受请求的应用服务器之间的网络延迟时间。

8.根据权利要求4所述的应用服务器加入负载均衡装置集群的方法，其特征在于，它还包括如下步骤：

（S005）所述的应用服务器定时从所述的集群中的任一负载均衡装置获取可用地址列表。

9.一种客户端经过采用如权利要求1所述的方法组网的负载均衡装置集群接入应用服务器的方法，包括如下步骤：

（S001）客户端定时向所述的集群中的任一负载均衡装置发送获取最佳负载均衡装置节点路径的请求；

（S002）接受请求的负载均衡装置选择3～5个最佳网络连接路径的可用负载均衡装置节点列表，并按照质量由高至低排序后发送给客户端，客户端保存至少一条所述的最佳网络连接路径；

（S003）客户端选择一个网络连接路径发送请求，或选择多条网络连接路径同时分发请求；

（S004）接受请求的负载均衡装置选择最佳应用服务器，并转发客户端请求。

10.根据权利要求9所述的客户端接入应用服务器的方法，其特征在于，所述的步骤（S004）进一步包括如下子步骤：

（S004.1）负载均衡装置收到客户端请求；

（S004.2）负载均衡装置获取每个应用服务器的网络连接延时、探测接口响应时间、负载情况、预计的网络传输包大小信息；

（S004.3）负载均衡装置根据获取的所述信息加权选择出最佳的应用服务器；

（S004.4）向选择的最佳应用服务器转发客户端请求。

Images