CN102752226A - 一种链路负载均衡装置及管理服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种负载均衡方法，该方法包括以下步骤：A、将一条物理出口链路虚拟为两条虚拟出口链路，并更新出口链路列表，其中出口链路列表中的每个出口链路对应到一个运营商；B、在链路映射表记录虚拟出口链路与物理出口链路的对应关系；C、根据预设的调度算法将业务流量调度到出口链路列表中的一个出口链路上；D、根据出口链路列表中记录的出口链路性质判断调度到的出口链路是否为虚拟出口链路，如果是根据链路映射表确定虚拟出口链路对应的物理出口链路。本发明充分利用混合运营商（比如二级运营商）物理链路资源以及出口资源，有效地提升了负载均衡设备上业务的均衡性。
Description
技术领域
本发明涉及网络技术，尤其涉及一种链路负载均衡装置及管理服务器。
背景技术
随着网络应用的不断发展，出于对互联网访问速度提升、业务的持续性、以及增强出口链路可用性和稳定性的要求考虑，现在多数企业尤其是大企业逐步采用多链路接入互联网。然而仅仅简单的引入多条物理链路，如果不采取任何辅助措施，就会造成引入的多条链路之间完全独立，因此不能有效得解决链路带宽利用不均、吞吐量相对低和响应速度慢的问题。
为了解决上述问题，业界引入链路负载均衡机制，链路负载均衡是一个基于网络结构之上的软件系统和底层硬件系统组成的应用交付系统，它提供了一种高效而廉价的方法进行多链路之间的负载均衡，从而解决以上多条独立链路存在的问题。
请参考图1，负载均衡设备（LB）可接入多条出口链路（以下简称“链路”），每条链路对应一个运营商ISP。当用户从内网去访问公网的时候，报文经过LB，LB提供多种调度算法（也称为分担算法）在多条链路之间进行的负载分担，例如访问电信的链接选择电信的链路出去。调度算法也可引入最小负载分担等其他策略。
LB通常还会提供链路健康检查机制，通过发ICMP或TCP包探测链路的状态，实时监测各个链路的健康状态，一旦发现某条链路故障（down），立刻把流量切换到其他可用链路上，从而保障业务的持续性。
目前除了电信以及联通等一级运营商之外，市场还存在许多二级运营商。企业有可能会使用二级运营商的链路作为出口之一。由于二级运营商拥有的IP地址比较少，而且互联网上的服务器大部分不会放在二级运营商那里。
请继续参考图1，假设三个链路分别对应电信、联通以及一个二级运营商。根据前述调度算法，假设访问电信链接（表示服务器的IP在电信网络中）的业务流量走对应电信的链路，访问联通链接的业务流量走对应联通的链路，这样会导致二级运营商链路上的业务流量较低，分担效果较差。另外，有些管理员甚至可能不会配置任何访问二级运营商链接与二级运营商链路的对应关系，那么分担效果会更差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种负载均衡装置，应用于用户网络出口的负载均衡设备上，其中该负载均衡设备包括一个或多个物理出口链路，用以将用户内部访问公网的业务流量通过所述物理出口链路发送到公网上；该装置包括：链路管理单元，物理映射单元以及业务调度单元，其中：
链路管理单元，用于根据管理员下发的虚拟链路配置将一条物理出口链路虚拟为至少两条虚拟出口链路，并将所述两条虚拟出口链路更新到出口链路列表中，其中出口链路列表中的每个出口链路对应到一个运营商，所述出口链路列表中还包括出口链路的性质；该链路管理单元进一步用于在链路映射表记录虚拟出口链路与物理出口链路的对应关系；
业务调度单元，用于根据预设的调度算法将业务流量调度到出口链路列表中的一个出口链路上，并将调度结果通知收发处理单元；
收发处理单元，用于根据出口链路列表中记录的出口链路性质判断调度到的出口链路是否为虚拟出口链路，如果是根据链路映射表确定虚拟出口链路对应的物理出口链路，然后将业务流量通过对应的出口链路发送出去。
本发明还提供一种负载均衡方法，应用于用户网络出口的负载均衡设备上，其中该负载均衡设备包括一个或多个物理出口链路，用以将用户内部访问公网的业务流量通过所述物理出口链路发送到公网上；该方法包括以下步骤：
A、根据管理员下发的虚拟链路配置将一条物理出口链路虚拟为至少两条虚拟出口链路，并将所述两条虚拟出口链路更新到出口链路列表中，其中出口链路列表中的每个出口链路对应到一个运营商，所述出口链路列表中还包括出口链路的性质；
B、在链路映射表记录虚拟出口链路与物理出口链路的对应关系;
C、根据预设的调度算法将业务流量调度到出口链路列表中的一个出口链路上；
D、根据出口链路列表中记录的出口链路性质判断调度到的出口链路是否为虚拟出口链路，如果是根据链路映射表确定虚拟出口链路对应的物理出口链路，然后将业务流量通过对应的出口链路发送出去。
本发明充分利用混合运营商（比如二级运营商）物理链路资源以及出口资源，有效地提升了负载均衡设备上业务的均衡性。
附图说明
图1是一种现有技术中负载均衡的示意图。
图2是本发明一种实施方式中负载均衡装置的逻辑结构图。
图3是本发明一种实施方式中负载均衡示意图。
具体实施方式
现有技术没有对二级运营商链路做更好的处理，导致二级运营商链路资源被浪费。本发明将二级运营商链路在逻辑上进行抽象，让负载均衡机制能够充分调度到二级运营商链路资源。
二级运营商（也可能存在三级运营商）在本发明中成为混合运营商，这是因为很多二级运营商是租用了一个或者多个一级运营商出口链路来为客户提供访问公网服务的。也就是说，虽然对于企业的负载均衡设备来看，连接到二级运营商的仅仅是二级运营商链路而已，但事实上业务流量到达二级运营商网络经过多次转发之后最终还是从远端的一级运营商链路出去的。本发明正式利用这一特点来改造负载均衡机制。
请参考图2，以计算机程序为例，本发明的负载均衡装置应用于用户网络出口的负载均衡设备（LB）上，其中该负载均衡设备包括一个或多个物理出口链路，用以将用户内部访问公网的业务流量通过所述物理出口链路发送到公网上；该装置包括：链路管理单元，物理映射单元以及业务调度单元。其在运行时执行如下步骤。
步骤101，链路管理单元根据管理员下发的虚拟链路配置将一条物理出口链路虚拟为至少两条虚拟出口链路，其中每个虚拟链路对应到一个运营商；
步骤102，链路管理单元更新出口链路列表以及链路映射表，其中出口链路列表至少包括出口链路与运营商的对应关系以及该出口链路的性质，而链路映射表包括虚拟出口链路与物理出口链路对应关系；
步骤103，业务调度单元根据预设的调度算法将业务流量调度到出口链路列表中的一个出口链路上，并将调度结果通知收发处理单元；
步骤104，收发处理单元判断调度到的出口链路是否为虚拟出口链路，如果是，转步骤105处理，否则转步骤106处理；
步骤105，收发处理单元根据链路映射表确定虚拟出口链路对应的物理出口链路；
步骤106，收发处理单元将业务流量从物理出口链路发送出去。
请参考图3，事实上，从最终的出口来看，一个混合运营商（比如二级运营商）出口链路最终可以被理解为多个一级运营商链路的混合链路。在本发明优选的实施方式中，管理员可以向链路管理单元下发虚拟链路配置来将一个二级运营商物理出口链路虚拟为多个一级运营商虚拟出口链路。管理员可以根据二级运营商实际到达一级运营商出口的情况来决定这个虚拟链路配置。
假设用户网络出口LB有三条物理出口链路：连接到运营商A的物理出口链路1，连接到运营商B的物理出口链路2以及连接到运营商C的物理出口链路3，假设运营商B以及运营商C为一级运营商，运营商A为二级运营商。从更广阔的网络上来观察，运营商A的出口最终会连接到多个一级运营商链路上去。假设运营商A出口到运营商B的带宽为1Gbps，到运营商C的带宽为3Gbps，两者的比例为1：3。用户网络的管理员可以了解到这样的比例关系，根据这样的比例关系来确定虚拟链路配置中的带宽参数，此时虚拟链路配置所包括的带宽参数是一个比例关系。假设用户网络出口的LB到运营商A的物理出口链路1的带宽为40Mbps，那么虚拟链路配置可以为：两个虚拟出口链路的带宽比例为1：3，第一虚拟出口链路（标识为4）为10Mbps，第二虚拟出口链路（标识为5）为30Mbps。当然比例关系未必按照如此严格的比例关系，因为，二级运营商到一级运营商出口的比例关系仅仅是一个参考，因此还可以根据经验设定固定的带宽，第一虚拟出口链路为15Mbps，第二虚拟出口链路为25Mbps。虚拟配置除了包括各个虚拟出口链路带宽之外，还包括虚拟出口链路对应的运营商（通常为一级运营商）。
此时链路管理单元可以更新当前的出口链路列表以及链路映射表，请参考表1、表2以及表3的示例。其中表1为原始的出口链路列表，表2为更新后的出口链路列表，而表3为链路映射表。
| 出口链路标识 | 对应运营商 | 带宽 | 链路性质 |
| 1 | A | 40Mbps | 物理 |
| 2 | B | 50Mbps | 物理 |
| 3 | C | 100Mbps | 物理 |
表1
| 出口链路标识 | 对应运营商 | 带宽 | 链路性质 |
| 2 | B | 50Mbps | 物理 |
| 3 | C | 100Mbps | 物理 |
| 4 | B | 10Mbps | 虚拟 |
| 5 | C | 30Mbps | 虚拟 |
表2
| 虚拟出口链路标识 | 对应物理出口链路标识 |
| 4 | 1 |
| 5 | 1 |
表3
由于出口链路列表被更新，所以对于业务调度单元来说，其可以调度的出口链路发生了变化，然而业务调度单元并不需要关心链路变化的原因以及到底如何变化的。对于业务调度单元来说，其仍然可以按照预定的调度算法对来自用户内网的业务流量进行调度，将业务流量调度到更新后的四个出口链路上去。
对业务流量有了调度结果之后，可以通知收发处理单元进行最终报文的发送。在现有技术中，针对业务流量中一个业务报文进行调度时，业务调度单元仅仅需要将调度到的出口链路标识告知收发处理单元，收发处理单元找到对应的接口将报文发送出去即可。在本发明中收发处理单元还需要先根据出口链路列表中记录的链路性质判断调度到的出口链路是否为虚拟出口链路，如果是则根据链路映射表将虚拟出口链路映射为对应的物理出口链路，将业务报文从对应的物理出口链路所对应的接口发送出去；如果调度到的物理出口链路，则可以直接找到对应的接口然后将业务报文发送出去。
值得注意的是，本发明对一条物理出口链路的虚拟处理并不复杂，可以通过简单的虚拟链路配置以及出口链路列表更新来“欺骗”上层的业务调度单元，虚拟出口链路有带宽也有对应的运营商，对于业务调度单元来说与普通物理出口链路并无二致。也就是说虚拟出口链路对于业务调度单元来说是透明的，业务调度单元在业务调度过程中并不需要关心链路的性质。
另外，在另一种实施方式中，前述物理出口链路1还可以虚拟为更多的虚拟出口链路，比如三个虚拟出口链路。如背景技术所述的那样，业务流量访问的服务器IP地址是业务调度的重要参数，虽然二级运营商拥有的IP地址少，但用户依然可能对二级运营商的链路进行调度，只是需要的带宽比较少。请参考表4所示的出口链路列表。此时原来的物理出口链路1被分为三个虚拟出口链路（标识为4、5、6）；其中虚拟出口链路6对应到运营商A，业务调度单元依然可以将访问运营商A网络中连接的业务流量调度到虚拟出口链路6上，然后映射到出口物理链路1。这样一来，运营商A提供给用户的物理出口链路资源被更加精细化地规划和运用起来，有效地避免了现有技术中物理出口链路资源被限制的问题。本发明充分利用混合运营商（比如二级运营商）物理链路资源以及出口资源，有效地提升了负载均衡设备上业务的均衡性。
| 出口链路标识 | 对应运营商 | 带宽 | 链路性质 |
| 2 | B | 50Mbps | 物理 |
| 3 | C | 100Mbps | 物理 |
| 4 | B | 10Mbps | 虚拟 |
| 5 | C | 20Mbps | 虚拟 |
| 6 | A | 10Mbps | 虚拟 |
表4
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种负载均衡装置，应用于用户网络出口的负载均衡设备上，其中该负载均衡设备包括一个或多个物理出口链路，用以将用户内部访问公网的业务流量通过所述物理出口链路发送到公网上；该装置包括：链路管理单元，物理映射单元以及业务调度单元，其特征在于：
链路管理单元，用于根据管理员下发的虚拟链路配置将一条物理出口链路虚拟为至少两条虚拟出口链路，并将所述两条虚拟出口链路更新到出口链路列表中，其中出口链路列表中的每个出口链路对应到一个运营商，所述出口链路列表中还包括出口链路的性质；该链路管理单元进一步用于在链路映射表记录虚拟出口链路与物理出口链路的对应关系；
业务调度单元，用于根据预设的调度算法将业务流量调度到出口链路列表中的一个出口链路上，并将调度结果通知收发处理单元；
收发处理单元，用于根据出口链路列表中记录的出口链路性质判断调度到的出口链路是否为虚拟出口链路，如果是根据链路映射表确定虚拟出口链路对应的物理出口链路，然后将业务流量通过对应的出口链路发送出去。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中被虚拟的物理出口链路对应于第一运营商，且至少有一条虚拟出口链路对应于第二运营商。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中至少有一条虚拟出口链路对应于第三运营商。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中至少有一条虚拟出口链路对应于第一运营商。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述虚拟配置还包括虚拟出口链路的带宽参数。
6.一种负载均衡方法，应用于用户网络出口的负载均衡设备上，其中该负载均衡设备包括一个或多个物理出口链路，用以将用户内部访问公网的业务流量通过所述物理出口链路发送到公网上；该方法包括以下步骤：
A、根据管理员下发的虚拟链路配置将一条物理出口链路虚拟为至少两条虚拟出口链路，并将所述两条虚拟出口链路更新到出口链路列表中，其中出口链路列表中的每个出口链路对应到一个运营商，所述出口链路列表中还包括出口链路的性质；
B、在链路映射表记录虚拟出口链路与物理出口链路的对应关系，
C、根据预设的调度算法将业务流量调度到出口链路列表中的一个出口链路上；
D、根据出口链路列表中记录的出口链路性质判断调度到的出口链路是否为虚拟出口链路，如果是根据链路映射表确定虚拟出口链路对应的物理出口链路，然后将业务流量通过对应的出口链路发送出去。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，其中被虚拟的物理出口链路对应于第一运营商，且至少有一条虚拟出口链路对应于第二运营商。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中至少有一条虚拟出口链路对应于第三运营商。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中至少有一条虚拟出口链路对应于第一运营商。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述虚拟配置还包括虚拟出口链路的带宽参数。
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