CN104135542A - 一种云计算环境中异构负载均衡管理系统和方法 - Google Patents

一种云计算环境中异构负载均衡管理系统和方法 Download PDF

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本发明提出了一种适用云计算领域异构负载均衡管理系统和方法，所述系统和方法包括异构软硬件负载均衡解决方案存储模块、虚拟接口层模块、统一管理层模块；该系统和方法对异构负载均衡的软件和硬件解决方案实现统一的管理，对云计算中心操作系统云OS提供统一的接口，从而大大提高云OS的可扩展性，满足企业私有云、公有云的构建。

Description

一种云计算环境中异构负载均衡管理系统和方法
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种适用云计算领域异构负载均衡管理系统和方法。
背景技术
随着云计算的兴起，计算机领域正发生着深刻的变革。我国云计算服务市场处于起步阶段，云计不到3％，但年增速达到40％，预期未来我国与国外在云计算技术与设备已经具备一定的发展基础。我国云计算服务市场总体规模较小，但追赶势头明显。据Gartner估计，2011年我国在全球约900亿美元的云计算服务市场中所占份额算方面的差距将逐渐缩小。
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。
针对此情况而衍生出来的一种廉价有效透明的方法以扩展现有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的技术就是负载均衡(Load Balance)。
软件负载均衡解决方案是指在一台或多台服务器相应的操作系统上安装一个或多个附加软件来实现负载均衡，如域名系统负载均衡DNS LoadBalance、Linux虚拟服务器LVS、高可用代理HA Proxy等，它的优点是基于特定环境，配置简单，使用灵活，成本低廉，可以满足一般的负载均衡需求。
软件解决方案缺点也较多，因为每台服务器上安装额外的软件运行会消耗系统不定量的资源，越是功能强大的模块，消耗得越多，所以当连接请求特别大的时候，软件本身会成为服务器工作成败的一个关键；软件可扩展性并不是很好，受到操作系统的限制；由于操作系统本身的Bug，往往会引起安全问题。
硬件负载均衡解决方案是直接在服务器和外部网络间安装负载均衡设备，这种设备我们通常称之为负载均衡器，由于专门的设备完成专门的任务，独立于操作系统，整体性能得到大量提高，加上多样化的负载均衡策略，智能化的流量管理，可达到最佳的负载均衡需求。
负载均衡器有多种多样的形式，除了作为独立意义上的负载均衡器外，有些负载均衡器集成在交换设备中，置于服务器与因特网Internet链接之间，有些则以两块网络适配器将这一功能集成到个人电脑PC中，一块连接到Internet上，一块连接到后端服务器群的内部网络上。
一般而言，硬件负载均衡在功能、性能上优于软件方式，不过成本昂贵。
云OS，又称云计算中心操作系统、云计算操作系统，是云计算后台数据中心的整体管理运营系统(也有人认为云计算系统包括云终端操作系统，例如现在流行的各类手机操作系统，这与先行的单机操作系统区别不大，在此不做讨论)，它是指构架于服务器、存储、网络等基础硬件资源和单机操作系统、中间件、数据库等基础软件管理海量的基础硬件、软资源之上的云平台综合管理系统。
因为云OS部署在不同的客户环境，其负载均衡的解决方案既可能是软件也可能是硬件方案，异构的负载均衡解决方案是云OS中比较突出的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种适用云计算领域异构负载均衡管理系统和方法，能够在云计算服务架构中进行异构融合。
为了达到上述目的，本发明提出了一种适用云计算领域异构负载均衡管理系统，所述系统包括异构软硬件负载均衡解决方案存储模块、虚拟接口层模块、统一管理层模块。
所述异构软硬件负载均衡解决方案存储模块，用于存储多个异构软硬件负载均衡解决方案，所述异构软硬件负载均衡解决方案被预先配置，并且不同的所述异构软硬件负载均衡解决方案的配置方式保持一致。
所述统一管理层模块，用于接收表述性状态转移Rest应用程序编程接口API请求，并根据所述Rest API请求中所包含的所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型找到相应的实例，然后根据所述实例调用相应的所述虚拟接口层模块中的虚拟接口层的接口。
所述虚拟接口层模块，用于为每个所述异构软硬件负载均衡解决方案提供不同的所述虚拟接口层，当所述统一管理层模块中的所述异构软硬件负载均衡解决方案实例调用相应的所述虚拟接口层的接口时，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口，并对所述实际异构软硬件负载均衡方案的接口进行封装，然后向所述统一管理层模块提供相同的负载均衡接口。
优选地，所述异构软硬件负载均衡解决方案包括软件负载均衡方案和/或硬件负载均衡设备。
所述软件负载均衡方案包括：域名系统负载均衡DNS Load Balance、Linux虚拟服务器LVS、高可用代理HA Proxy。
所述硬件负载均衡设备包括：F5、A10设备。
优选地，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口是指：所述虚拟接口层模块根据配置文件的不同调用所述异构软硬件负载均衡解决方案对应的所述虚拟接口层实现对所述异构软硬件负载均衡方案的管理和配置。
优选地，所述统一管理层模块包含实例管理子模块，所述实例管理子模块用于记录不同异构软硬件负载均衡方案的实例，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案只有唯一的一个实例，所述实例以所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型作为区分的标识，所述实例管理子模块根据所述Rest API请求中所包含的所述类型选择对应的实例，所述类型包括DNS Load Balance、LVS、HAProxy、F5、A10。
优选地，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案的每个所述实例包括虚拟局域网vlan配置、节点池管理，用于负载均衡配置。
本发明还提出一种云计算环境中异构负载均衡管理方法，所述方法包括：
所述异构软硬件负载均衡解决方案存储模块预先存储了多个异构软硬件负载均衡解决方案，所述异构软硬件负载均衡解决方案被预先配置，并且不同的负载均衡解决方案的配置方式保持一致。
所述统一管理层模块接收表述性状态转移Rest应用程序编程接口API请求，并根据所述Rest API请求中所包含的所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型找到相应的实例，然后根据所述实例调用相应的所述虚拟接口层模块中的虚拟接口层的接口。
所述虚拟接口层模块为每个所述异构软硬件负载均衡解决方案提供不同的所述虚拟接口层，当所述统一管理层模块中的所述异构软硬件负载均衡解决方案实例调用相应的所述虚拟接口层的接口时，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口，并对所述实际异构软硬件负载均衡方案的接口进行封装，然后向所述统一管理层模块提供相同的负载均衡接口。
优选地，所述异构软硬件负载均衡解决方案包括软件负载均衡方案和/或硬件负载均衡设备。
所述软件负载均衡方案包括：DNS Load Balance、LVS、HA Proxy。
所述硬件负载均衡设备包括：F5、A10设备。
优选地，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口是指：所述虚拟接口层模块根据配置文件的不同调用所述异构软硬件负载均衡解决方案对应的所述虚拟接口层实现对所述异构软硬件负载均衡方案的管理和配置。
优选地，所述统一管理层模块包含实例管理子模块，所述实例管理子模块用于记录不同异构软硬件负载均衡方案的实例，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案只有唯一的一个实例，所述实例以所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型作为区分的标识，所述实例管理子模块根据所述Rest API请求中所包含的所述类型选择对应的实例，所述类型包括LVS、HAP、F5、A10。
优选地，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案的每个所述实例包括vlan配置、节点池管理，用于负载均衡配置。
与现有技术相比，本发明提出了一种适用云计算领域异构负载均衡管理系统和方法，所述系统和方法涉及异构软硬件负载均衡解决方案存储模块、虚拟接口层模块、统一管理层模块；该系统和方法对异构负载均衡的软件和硬件解决方案实现统一的管理，对云计算中心操作系统云OS提供统一的接口，从而大大提高云OS的可扩展性，实现了云OS架构的高内聚和低耦合，实现了在云计算环境下的灵活可扩展性，满足企业私有云、公有云的构建。
附图说明
下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
图1异构负载均衡管理系统结构图；
图2实施例配置流程。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。
本发明提出一种云计算领域异构负载均衡管理系统和方法。利用本发明能实现对异构负责均衡的软件和硬件解决方案实现统一的管理。对云计算中心操作系统云OS提供统一的接口，从而大大提高云OS的可扩展性，实现了云OS架构的高内聚和低耦合，实现了在云计算环境下的灵活可扩展性，满足企业私有云、公有云的构建。
如图1所示，本发明提出了一种云计算环境中异构负载均衡管理系统，所述系统包括异构软硬件负载均衡解决方案存储模块、虚拟接口层模块、统一管理层模块。
所述异构软硬件负载均衡解决方案存储模块，用于存储多个异构软硬件负载均衡解决方案，所述异构软硬件负载均衡解决方案被预先配置，并且不同的所述异构软硬件负载均衡解决方案的配置方式保持一致。
优选地，所述异构软硬件负载均衡解决方案包括软件负载均衡方案和/或硬件负载均衡设备。
所述软件负载均衡方案包括：域名系统负载均衡DNS Load Balance、Linux虚拟服务器LVS、高可用代理HA Proxy等。
所述硬件负载均衡设备包括：F5、A10设备等。
所述虚拟接口层模块，用于为每个所述异构软硬件负载均衡解决方案提供不同的所述虚拟接口层，当所述统一管理层模块中的所述异构软硬件负载均衡解决方案实例调用相应的所述虚拟接口层的接口时，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口，并对所述实际异构软硬件负载均衡方案的接口进行封装，然后向所述统一管理层模块提供相同的负载均衡接口。
具体地，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口是指：所述虚拟接口层模块根据配置文件的不同调用所述异构软硬件负载均衡解决方案对应的所述虚拟接口层实现对所述异构软硬件负载均衡方案的管理和配置。
所述统一管理层模块，用于接收表述性状态转移Rest应用程序编程接口API请求，并根据所述Rest API请求中所包含的所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型找到相应的实例，然后根据所述实例调用相应的所述虚拟接口层模块中的虚拟接口层的接口。
优选地，所述统一管理层模块包含实例管理子模块，所述实例管理子模块用于记录不同异构软硬件负载均衡方案的实例，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案只有唯一的一个实例，所述实例以所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型作为区分的标识，所述实例管理子模块根据所述Rest API请求中所包含的所述类型选择对应的实例，所述类型包括DNS Load Balance、LVS、HAProxy、F5、A10。
优选地，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案的每个所述实例包括虚拟局域网vlan配置、节点池管理，用于负载均衡配置。
本发明还提出了一种云计算环境中异构负载均衡管理方法，所述方法包括：
所述异构软硬件负载均衡解决方案存储模块预先存储了多个异构软硬件负载均衡解决方案，所述异构软硬件负载均衡解决方案被预先配置，并且不同的负载均衡解决方案的配置方式保持一致。
所述统一管理层模块接收表述性状态转移Rest应用程序编程接口API请求，并根据所述Rest API请求中所包含的所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型找到相应的实例，然后根据所述实例调用相应的所述虚拟接口层模块中的虚拟接口层的接口。
所述虚拟接口层模块为每个所述异构软硬件负载均衡解决方案提供不同的所述虚拟接口层，当所述统一管理层模块中的所述异构软硬件负载均衡解决方案实例调用相应的所述虚拟接口层的接口时，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口，并对所述实际异构软硬件负载均衡方案的接口进行封装，然后向所述统一管理层模块提供相同的负载均衡接口。
优选地，所述异构软硬件负载均衡解决方案包括软件负载均衡方案和/或硬件负载均衡设备。
所述软件负载均衡方案包括：DNS Load Balance、LVS、HA Proxy等。
所述硬件负载均衡设备包括：F5、A10设备等。
具体地，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口是指：所述虚拟接口层模块根据配置文件的不同调用所述异构软硬件负载均衡解决方案对应的所述虚拟接口层实现对所述异构软硬件负载均衡方案的管理和配置。
优选地，所述统一管理层模块包含实例管理子模块，所述实例管理子模块用于记录不同异构软硬件负载均衡方案的实例，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案只有唯一的一个实例，所述实例以所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型作为区分的标识，所述实例管理子模块根据所述Rest API请求中所包含的所述类型选择对应的实例，所述类型包括LVS、HAP、F5、A10。
优选地，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案的每个所述实例包括vlan配置、节点池管理，用于负载均衡配置。
下面根据上述方案介绍本申请的实施例，用户通过客户端申请配置一个负载均衡的过程。
结合图1，通过上述方案介绍已知，本发明系统包括异构软硬件负载均衡解决方案、虚拟接口层、统一管理层模块。
首先，配置好软硬件负载均衡解决方案，它可以是如软件方案DNS LoadBalance、LVS、HA Proxy等；也可以是硬件的负载均衡设备，比如F5、A10等设备。
其次，在云计算中心操作系统云OS的配置文件中初始化软件解决方案的类型，比如类型F5。
然后，在云OS中通过Rest API调用负载均衡配置功能，这里以虚拟局域网vlan配置为例，云海OS先通过Rest API调用统一管理层中的vlan配置接口，vlan配置模块根据初始化的类型调用对应虚拟接口层中实际的负载均衡接口实现，这里调用的是F5接口层。
最后，F5接口层通过调用F5设备提供的API实现对vlan的配置，至此整个流程实现完毕。
图2是根据本发明实施例的流程图，如图2所示，方法包括下述步骤。
步骤S110，客户端配置一个负载均衡的vlan。计算节点使用负载均衡方案首先要进行配置，本发明使不同方案的配置方式基本保持一致。配置好之后真正的负载均衡功能通过后面的软硬件负载均衡设备实现。
步骤S111，以Rest接口方式将请求发送到统一管理层。
步骤S112，实例管理根据类型选择对应的实例。类型分别为LVS、HAP、F5、A10中的一个，这里以F5为例，将选择一个F5的实例。
步骤S113，实例调用虚拟接口层接口。不同的负载均衡方案有不同的虚拟接口层接口实现。
步骤S114，虚拟接口层调用软硬件负载均衡接口。vlan配置模块根据初始化的类型调用对应虚拟接口层中实际的负载均衡接口实现，这里调用的是F5接口层。
步骤S115，记录配置信息，返回结果。最后，F5接口层通过调用F5设备提供的API实现对vlan的配置，至此整个流程实现完毕。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。
上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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。
需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种云计算环境中异构负载均衡管理系统，其特征在于，所述系统包括异构软硬件负载均衡解决方案存储模块、虚拟接口层模块、统一管理层模块；
所述异构软硬件负载均衡解决方案存储模块，用于存储多个异构软硬件负载均衡解决方案，所述异构软硬件负载均衡解决方案被预先配置，并且不同的所述异构软硬件负载均衡解决方案的配置方式保持一致；
所述统一管理层模块，用于接收表述性状态转移Rest应用程序编程接口API请求，并根据所述Rest API请求中所包含的所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型找到相应的实例，然后根据所述实例调用相应的所述虚拟接口层模块中的虚拟接口层的接口；
所述虚拟接口层模块，用于为每个所述异构软硬件负载均衡解决方案提供不同的所述虚拟接口层，当所述统一管理层模块中的所述异构软硬件负载均衡解决方案实例调用相应的所述虚拟接口层的接口时，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口，并对所述实际异构软硬件负载均衡方案的接口进行封装，然后向所述统一管理层模块提供相同的负载均衡接口。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述异构软硬件负载均衡解决方案包括软件负载均衡方案和/或硬件负载均衡设备；
所述软件负载均衡方案包括：域名系统负载均衡DNS Load Balance、Linux虚拟服务器LVS、高可用代理HA Proxy；
所述硬件负载均衡设备包括：F5、A10设备。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口是指：所述虚拟接口层模块根据配置文件的不同调用所述异构软硬件负载均衡解决方案对应的所述虚拟接口层实现对所述异构软硬件负载均衡方案的管理和配置。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述统一管理层模块包含实例管理子模块，所述实例管理子模块用于记录不同异构软硬件负载均衡方案的实例，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案只有唯一的一个实例，所述实例以所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型作为区分的标识，所述实例管理子模块根据所述Rest API请求中所包含的所述类型选择对应的实例，所述类型包括DNS Load Balance、LVS、HAProxy、F5、A10。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案的每个所述实例包括虚拟局域网vlan配置、节点池管理，用于负载均衡配置。
6.一种云计算环境中异构负载均衡管理方法，其特征在于，所述方法包括：
所述异构软硬件负载均衡解决方案存储模块预先存储了多个异构软硬件负载均衡解决方案，所述异构软硬件负载均衡解决方案被预先配置，并且不同的负载均衡解决方案的配置方式保持一致；
所述统一管理层模块接收表述性状态转移Rest应用程序编程接口API请求，并根据所述Rest API请求中所包含的所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型找到相应的实例，然后根据所述实例调用相应的所述虚拟接口层模块中的虚拟接口层的接口；
所述虚拟接口层模块为每个所述异构软硬件负载均衡解决方案提供不同的所述虚拟接口层，当所述统一管理层模块中的所述异构软硬件负载均衡解决方案实例调用相应的所述虚拟接口层的接口时，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口，并对所述实际异构软硬件负载均衡方案的接口进行封装，然后向所述统一管理层模块提供相同的负载均衡接口。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述异构软硬件负载均衡解决方案包括软件负载均衡方案和/或硬件负载均衡设备；
所述软件负载均衡方案包括：DNS Load Balance、LVS、HA Proxy；
所述硬件负载均衡设备包括：F5、A10设备。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述虚拟接口层模块调用对应所述虚拟接口层中的实际所述异构软硬件负载均衡方案的接口是指：所述虚拟接口层模块根据配置文件的不同调用所述异构软硬件负载均衡解决方案对应的所述虚拟接口层实现对所述异构软硬件负载均衡方案的管理和配置。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述统一管理层模块包含实例管理子模块，所述实例管理子模块用于记录不同异构软硬件负载均衡方案的实例，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案只有唯一的一个实例，所述实例以所述异构软硬件负载均衡解决方案的类型作为区分的标识，所述实例管理子模块根据所述Rest API请求中所包含的所述类型选择对应的实例，所述类型包括LVS、HAP、F5、A10。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，每个所述异构软硬件负载均衡解决方案的每个所述实例包括vlan配置、节点池管理，用于负载均衡配置。
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