CN102387218A - 一种计算机多机热备负载均衡系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计算机多机热备负载均衡系统，系统采用trunking实现多个负载均衡处理模块的链路聚集，单一IP模块将多个负载均衡处理模块单元整合到后端的单一入口，相邻负载均衡处理模块实现主控备份，整体形成环状主备环，通过心跳检测来检测负载均衡处理模块状态，当其中负载均衡处理模块发生故障了，相邻的负载均衡处理模块就接管该任务，并且实时监测应用服务器负载状况，根据所设置的调度方式自动分配来自客户端的请求，自动屏蔽掉服务器池中服务器的故障，实现业务不中断和高可用，充分利用系统资源，最大发挥刀片服务器的性能。

Description

一种计算机多机热备负载均衡系统

技术领域

本发明涉及一种云计算技术领域, 具体地说是一种计算机多机热备负载均衡系统。

背景技术

随着云计算的兴起，对云计算数据中心的访问链接请求将达到海量级别，海量访问请求如何快速到达最终提供服务的服务器，获得需要的结果成为云计算数据中心必须解决的一个难题。网络负载均衡技术就是这一难题的最佳解决方案。现有负载均衡产品支持的协议比较少，性能不高，可扩展性不强，只能应用在简单的、并发用户数比较少，无法应用到未来的云计算数据中心中。本发明是面向云计算应用环境的新型负载均衡技术，支持海量并发访问连接，支持相邻负载均衡处理模块主控备份，支持四层到七层的网络流量负载均衡，适合云计算环境下大规模、多用户、动态化、虚拟化需求的负载均衡设备。

传统的负载均衡方式通过前端接入负载均衡器来支持Web服务器功能模块的应用负载。客户连接到负载均衡器，并请求获得服务器IP地址后，负载均衡器根据负载均衡调度算法选择一个服务器，并将此服务器IP地址返回给客户端。客户端根据返回的服务器IP地址连接到对应的服务器，发起业务请求。这种方法需要连接两次才能进行业务处理，处理效率低，且由于客户需要首先连接到负载均衡器，使得负载均衡器成为系统的瓶颈，一旦它不能提供服务整个系统都处于不可使用的状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算机多机热备负载均衡系统。

本发明的目的是按以下方式实现的，包含如下模块和系统：10个负载均衡处理模块， 2个负载均衡交换模块， 1个高速信号背板， 2个负载均衡管理模块，网络操作系统和负载均衡管理系统；负载均衡管理系统包括：负载均衡交换模块、负载均衡处理模块、负载均衡管理模块和负载均衡设备，其中：

负载均衡交换模块：前台负载均衡交换模块负责业务数据交互，用户数据到达前台负载均衡交换模块后，把数据转到后台的负载均衡处理模块；2个负载均衡交换模块对内提供10个千兆链路，对外提供4个千兆和4个万兆链路；

负载均衡处理模块：系统共有10个负载均衡处理模块，每个负载均衡处理模块包含多颗Intel Sandy Bridge处理器，负责数据互备和状态检测；通过心跳检测来实现主控备份，整体形成环状主备环，当其中负载均衡处理模块发生故障，相邻的负载均衡处理模块就接管该任务，实现业务不中断和高可用；

负载均衡管理模块：由冗余系统管理控制器、模块级监控诊断代理和多重监控诊断网络组成，实现系统带外故障监控与诊断,有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题；

负载均衡设备的远程管理采用B/S架构进行设计，负责负载均衡器的web方式的配置与管理功能包括负载均衡器的监控、四层/七层服务配置、调度策略的配置、链路负载均衡的配置、虚拟负载均衡的管理、负载均衡器双机等高级配置；包括下列功能模块：

监控模块

动态监控负载均衡系统处理器的利用率、内存使用情况，四层负载均衡、七层负载均衡的服务情况以及后台服务器信息；

服务配置模块

服务配置模块包括四个部分：服务器池、IP服务、四层服务、七层服务、链路服务，其中：服务器池用于存放后台真实服务器，对真实服务器进行管理；IP服务提供应用服务的虚拟服务IP及相关的参数的配置；四层服务为四层负载均衡服务提供相关参数的配置；七层服务为七层负载均衡提供相关参数的配置；链路服务为链路负载均衡提供相关的参数配置；

高级配置模块

高级设置负载实现负载均衡系统的双机热备、多端口映射服务的配置；

系统管理模块

系统管理模块提供对负载均衡系统服务IP、管理IP的配置，管理IP是对负载均衡系统进行配置管理的IP，适用于负载均衡系统首次配置服务IP是负载均衡系统对外提供服务的IP。

本发明的有益效果是：负载均衡管理系统采用trunking实现多个负载均衡处理模块的链路聚集，单一IP模块将多个负载均衡处理模块单元整合到后端的单一入口，相邻负载均衡处理模块实现主控备份，整体形成环状主备环，通过心跳检测来检测负载均衡处理模块状态，当其中负载均衡处理模块发生故障了，相邻的负载均衡处理模块就接管该任务，并且实时监测应用服务器负载状况，根据所设置的调度方式自动分配来自客户端的请求，自动屏蔽掉服务器池中服务器的故障，实现业务不中断和高可用，充分利用系统资源，最大发挥刀片服务器的性能。

附图说明

    图1负载均衡应用示意图；

图2负载均衡系统硬件互连拓扑图；

图3负载均衡模块的数据备份流程图。

具体实施方式

 参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。

本发明的一种计算机多机热备负载均衡系统,本发明主要涉及一种基于高密度刀片服务器实现多机备份、高IO带宽的负载均衡方法和装置，主要包含如下模块： 10个负载均衡处理模块， 2个负载均衡交换模块， 1个高速信号背板， 2个负载均衡管理模块，网络操作系统，负载均衡系统管理；

负载均衡系统采用trunking实现多个负载均衡处理模块的链路聚集，单一IP模块将多个负载均衡处理模块单元整合到后端的单一入口。

相邻负载均衡处理模块实现主控备份，整体形成环状主备环，通过心跳检测来检测负载均衡处理模块状态，当其中负载均衡处理模块发生故障了，相邻的负载均衡处理模块就接管该任务，实现业务不中断和高可用。

负载均衡处理模块：系统共由10个负载均衡处理模块组成，每个负载均衡处理模块包含多颗Intel Sandy Bridge处理器，通过图2的配置网络实现状态检测。

负载均衡交换模块：负载均衡交换模块对内提供10个千兆链路，对外提供4个千兆和4个万兆链路。

负载均衡管理模块：由冗余的系统管理控制器、模块级监控诊断代理和多重监控诊断网络组成，实现系统带外故障监控与诊断。

负载均衡设备的远程管理采用B/S架构进行设计，主要负责负载均衡器的web方式的配置与管理功能包括负载均衡器的监控、四层/七层服务配置、调度策略的配置、链路负载均衡的配置、虚拟负载均衡的管理、负载均衡器双机等高级配置。主要包括下列功能模块：

监控模块

可以动态监控负载均衡系统处理器的利用率、内存使用情况，四层负载均衡、七层负载均衡的服务情况以及后台服务器信息等。

服务配置模块

服务配置模块包括四个部分：服务器池、IP服务、四层服务、七层服务、链路服务；服务器池用于存放后台真实服务器，对真实服务器进行管理；IP服务提供应用服务的虚拟服务IP及相关的参数的配置；四层服务为四层负载均衡服务提供相关参数的配置；七层服务为七层负载均衡提供相关参数的配置；链路服务为链路负载均衡提供相关的参数配置。

高级配置模块

高级设置负载实现负载均衡系统的双机热备、多端口映射服务的配置

系统管理模块

系统管理模块提供对负载均衡系统服务IP、管理IP的配置。

管理IP是对负载均衡系统进行配置管理的IP，适用于负载均衡系统首次配置

服务IP是负载均衡系统对外提供服务的IP。结构设计方案。

实施例

负载均衡调度步骤如下：1）通过虚拟IP计算对外提供单个IP地址：单一IP模块实现多台并行网络通信单元情况下整个后端集群的单一入口功能；

2）监控模块监测10个负载均衡处理模块的处理器的利用率、内存使用情况，及后台服务器信息等；

3）用户数据到达前台负载均衡交换模块后，由其负责把数据转到后台的负载均衡处理模块；

4）后台负载均衡交换模块负责10个负载均衡处理模块的数据互备和状态检测；

5）10个负载均衡处理模块采用Trunking模块，心跳检测方式实现多机下的链路聚集，由它来控制使多台并行网络通信单元，通过内置交换机实现链路聚集；

6）负载均衡服务器B在内存中建立一个CPU等资源的利用报表，从而实现刀片服务器B把自己的内存、IO信息映射到相邻服务器，使得B坏掉的时候A和C可以及时同步，如图3所示；

7）负载均衡处理模块根据持续性功能、实服务组匹配策略、调度算法，与真实服务器建立起TCP连接，再用真实服务器地址重写客户端请求报文的目标地址，并将请求发送给真实服务器；

8）真实服务器的响应报文通过负载均衡设备时，报文的源地址被还原为虚服务的VSIP，再返回给客户端，完成整个负载调度过程。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种计算机多机热备负载均衡系统, 其特征在于包含如下模块和系统：10个负载均衡处理模块， 2个负载均衡交换模块， 1个高速信号背板， 2个负载均衡管理模块，网络操作系统和负载均衡管理系统；负载均衡管理系统采用trunking实现多个负载均衡处理模块的链路聚集，单一IP模块将多个负载均衡处理模块单元整合到后端的单一入口，相邻负载均衡处理模块实现主控备份，整体形成环状主备环，通过心跳检测来检测负载均衡处理模块状态，当其中负载均衡处理模块发生故障了，相邻的负载均衡处理模块就接管该任务，并且实时监测应用服务器负载状况，根据所设置的调度方式自动分配来自客户端的请求，自动屏蔽掉服务器池中服务器的故障，实现业务不中断和高可用，充分利用系统资源，最大发挥刀片服务器的性能；

负载均衡管理系统包括：负载均衡交换模块、负载均衡处理模块、负载均衡管理模块和负载均衡设备，其中：

负载均衡交换模块：前台负载均衡交换模块负责业务数据交互，用户数据到达前台负载均衡交换模块后，把数据转到后台的负载均衡处理模块；2个负载均衡交换模块对内提供10个千兆链路，对外提供4个千兆和4个万兆链路；

负载均衡处理模块：系统共有10个负载均衡处理模块，每个负载均衡处理模块包含多颗Intel Sandy Bridge处理器，负责数据互备和状态检测；通过心跳检测来实现主控备份，整体形成环状主备环，当其中负载均衡处理模块发生故障，相邻的负载均衡处理模块就接管该任务，实现业务不中断和高可用；

负载均衡管理模块：由冗余系统管理控制器、模块级监控诊断代理和多重监控诊断网络组成，实现系统带外故障监控与诊断,有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题；

负载均衡设备的远程管理采用B/S架构进行设计，负责负载均衡器的web方式的配置与管理功能包括负载均衡器的监控、四层/七层服务配置、调度策略的配置、链路负载均衡的配置、虚拟负载均衡的管理、负载均衡器双机等高级配置；包括下列功能模块：

监控模块

动态监控负载均衡系统处理器的利用率、内存使用情况，四层负载均衡、七层负载均衡的服务情况以及后台服务器信息；

服务配置模块

服务配置模块包括四个部分：服务器池、IP服务、四层服务、七层服务、链路服务，其中：服务器池用于存放后台真实服务器，对真实服务器进行管理；IP服务提供应用服务的虚拟服务IP及相关的参数的配置；四层服务为四层负载均衡服务提供相关参数的配置；七层服务为七层负载均衡提供相关参数的配置；链路服务为链路负载均衡提供相关的参数配置；

高级配置模块

高级设置负载实现负载均衡系统的双机热备、多端口映射服务的配置；

系统管理模块

系统管理模块提供对负载均衡系统服务IP、管理IP的配置，管理IP是对负载均衡系统进行配置管理的IP，适用于负载均衡系统首次配置服务IP是负载均衡系统对外提供服务的IP；

负载均衡调度步骤如下：

1）通过虚拟IP计算对外提供单个IP地址：单一IP模块实现多台并行网络通信单元情况下整个后端集群的单一入口功能；

2）监控模块监测10个负载均衡处理模块的处理器的利用率、内存使用情况，及后台服务器信息；

3）用户数据到达前台负载均衡交换模块后，由其负责把数据转到后台的负载均衡处理模块；

4）后台负载均衡交换模块负责10个负载均衡处理模块的数据互备和状态检测；

5）10个负载均衡处理模块采用Trunking模块，心跳检测方式实现多机下的链路聚集，由它来控制使多台并行网络通信单元，通过内置交换机实现链路聚集；

6）假设，负载均衡服务器B在内存中建立一个CPU等资源的利用报表，从而实现刀片服务器B把自己的内存、IO信息映射到相邻服务器，使得B坏掉的时候刀片服务器A和刀片服务器C及时同步；

7）负载均衡处理模块根据持续性功能、实服务组匹配策略、调度算法，与真实服务器建立起TCP连接，再用真实服务器地址重写客户端请求报文的目标地址，并将请求发送给真实服务器；

8）真实服务器的响应报文通过负载均衡设备时，报文的源地址被还原为虚服务的VSIP，再返回给客户端，完成整个负载调度过程。

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