CN104780210A

CN104780210A - 负载均衡方法以及装置

Info

Publication number: CN104780210A
Application number: CN201510171933.1A
Authority: CN
Inventors: 林凌静; 黄婉清
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2035-04-13
Also published as: CN104780210B

Abstract

本发明提供一种负载均衡方法以及装置，其中该方法包括：在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，在预置的参考模板中查找与预先收集的所有远程服务器的设备参数对应的模板信息，所述对应的模板信息包括所述参考模板中与各远程服务器的设备参数对应的权重值以及设备连接数；获取所述对应的模板信息，并根据所述设备参数以及所述对应的模板信息，按照负载均衡算法在所述服务器集群选取出最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器，进而提高服务器集群的业务处理性能。

Description

负载均衡方法以及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种负载均衡方法以及装置。

背景技术

随着BYOD(Bring Your Own Device，指携带自己的设备办公)方案的日益普及，使用智能手机、Pad等客户端访问远程服务器的虚拟应用进行办公的需要也日益频繁。因此，只有提供一个高性能、高可靠服务器集群，才能保证客户端与远程服务器之间业务的不间断运行。

现有的BYOD网络中，在客户端发送接入网络的请求时，仅根据简单的算法从服务器集群中选取出可供客户端访问的远程服务器。以在BYOD网络中的设备运行期间，无法根据需要动态调整服务器集群的负载。例如，某台远程服务器需要宕机维护时，负载均衡设备不能及时感知，仍会将新接入的业务请求给该宕机的远程服务器，或者，服务器集群中新增一台高性能远程服务器时，也无法主动引导更多的业务请求到该高性能的远程服务器上。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种负载均衡方法以及装置。

本发明提供一种负载均衡方法，应用于携带自己设备办公BYOD网络中的负载均衡设备，所述BYOD网络中还包括服务器集群，其中该方法包括：

在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，在预置的参考模板中查找与预先收集的所有远程服务器的设备参数对应的模板信息，所述对应的模板信息包括所述参考模板中与各远程服务器的设备参数对应的权重值以及设备连接数；

获取所述对应的模板信息，并根据所述设备参数以及所述对应的模板信息，按照负载均衡算法在所述服务器集群选取出最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器。

本发明还提供一种负载均衡装置，应用于BYOD网络中的负载均衡设备，所述BYOD网络中还包括服务器集群，所述装置包括：

查找单元，用于在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，在预置的参考模板中查找与预先收集的所有远程服务器的设备参数对应的模板信息，所述对应的模板信息包括所述参考模板中与各远程服务器的设备参数对应的权重值以及设备连接数；

获取单元，用于获取所述对应的模板信息，并根据所述设备参数以及所述对应的模板信息，按照负载均衡算法在所述服务器集群选取出最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器。

本发明提供的负载均衡方法以及装置，在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，根据获取的设备参数、权重值以及设备连接数，按照负载均衡算法为客户端选取出服务器集群的最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器。即使在服务器集群中的远程服务器状态有变化时，也可以根据所有远程服务器的各项参数及时的动态分配客户端的接入请求，进而提高服务器集群的业务处理性能。

附图说明

图1是本发明实施例中的BYOD组网环境示意图；

图2是本发明实施例中一种负载均衡方法流程示意图；

图3是本发明实施例中一种负载均衡装置的逻辑结构示意图；

图4是本发明实施例中负载均衡装置所在负载均衡设备的硬件架构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本申请方案做进一步的详细说明。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种负载均衡方法以及装置。

图1为本发明负载均衡方法所应用的BYOD组网示意图，该组网中包括多个客户端(例如Client1、lient2以及Client3)，负载均衡设备以及服务器集群。其中，所述服务器集群包括多个远程服务器(例如S1、S2以及S3)。

请参考图2，为本发明提供的负载均衡方法的处理流程示意图，该负载均衡方法可应用于BYOD网络中的负载均衡设备，该负载均衡设备可以是加载了负载均衡软件的主机等网络设备。该负载均衡方法包括以下步骤：

步骤201，在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，在预置的参考模板中查找与预先收集的所有远程服务器的设备参数对应的模板信息，所述对应的模板信息包括所述参考模板中与各远程服务器的设备参数对应的权重值以及设备连接数；

实际应用中，负载均衡设备可以定期收集服务器集群中各远程服务器的各项设备参数，该设备参数包括各远程服务器的可体现各远程服务器的动态状态的动态参数以及固定参数。其中，动态参数可以包括各远程服务器的CPU占用率以及内存使用率等参数。固定参数可以包括各远程服务器的CPU频率、CPU个数、内存容量以及硬盘容量等参数。当然，上述的动态参数与固定参数还可以包括其他各项参数，本发明对此并无具体限制。

在收集各远程服务器的动态参数时，可以定期根据采样算法获取所有远程服务器的CPU占用率以及内存使用率，并将获取的各项动态参数保存至指定位置。在收集各远程服务器的固定参数时，可以通过定期遍历的方式获取所有远程服务器的CPU频率、CPU个数、内存容量以及硬盘容量等参数，并将获取的各项固定参数保存至指定位置。

由于远程服务器的固定参数在正常情况下不会随意变换，因此在设置收集设备参数的定时周期时，可以将收集固定参数的定时周期设置为小于收集动态参数的定时周期。

另外，为了保证负载均衡设备能及时感知到服务器集群中的远程服务器状态变化，本发明实施例还可以将收集服务器集群中各项设备参数的定时周期设定为较短的定时时长，或者实时性地收集服务器集群中的各项设备参数，这样一来，一旦服务器集群中的远程服务器参数发生变化，负载均衡设备即可感知，后续在接收到客户端请求接入远程服务器的请求报文，并为客户端选取可访问的远程服务器时，所选取的结果也能保证服务器集群的负载相对均衡。

本发明还预先设置有参考模板，该参考模板可以包括动态参数模板以及固定参数模板。

其中，动态参数模板可以是由开发人员通过各远程服务器的CPU占用率以及内存使用率等动态参数进行测试，并根据测试经验为各远程服务器设置与其动态参数对应的权重值。例如表1所示：

表1

表1示出了动态参数模板，所示出的动态参数内容可根据需要增加或减少，其仅是为进一步理解本发明的示例，并不用于限制本发明实施例中动态参数模板的具体内容。

预先设置的固定参数模板可以在收集到各远程服务器的各项参数后，根据预先设置的固定参数配置表而生成。该预先设置的固定参数配置表包括预先设置的与各项固定参数对应的权重值以及最大连接数，或者按照抑制算法计算出的与各项固定参数对应的权重值以及最大连接数。例如表2所示：

CPU数量	内存容量	权重值	最大连接数
				1-2	4G-7G	0.5	500
3-4	8G-15G	1	1000
				5-6	16G	1.5	1500
…	…	…	…

表2

表2示出了固定参数配置表，该固定参数配置表中的固定参数内容可根据需要增加或减少，例如，还可以将CPU频率等参数增加到该固定参数的内容中，其仅是为进一步理解本发明的示例，并不用于限制本发明实施例为固定参数设置的相对权重值和最大连接数的具体内容。

根据该固定参数配置表生成的固定参数模板包括与所有远程服务器对应的相对权重值与最大连接数。即，将收集的各个固定参数分别在预先设置的固定参数配置表中进行匹配，将固定参数配置表中与各个远程服务器的固定参数对应的匹配项作为固定参数模板。如表3所示：

服务器标识	相对权重值	最大连接数
			S1	0.5	500
S2	1	1000
			S3	1.5	1500

表3

表3示出了固定参数模板的内容，仅是为进一步理解本发明的示例，并不用于限制本发明实施例中固定参数模板的具体内容。

在配置了参考模板后，若客户端需要访问远程服务器的虚拟应用，可以向负载均衡设备发送获取可接入远程服务器的IP地址的请求报文。在负载均衡设备接收到客户端发送的请求报文后，可以在预置的参考模板中查找与最近一次收集的所有远程服务器的设备参数对应的模板信息，并执行步骤202。

其中，该对应的模板信息包括所述参考模板中与各远程服务器的设备参数对应的权重值以及设备连接数，即：表1中与各项动态参数对应的相对权重值，以及表3中与各远程服务器对应的相对权重值以及最大连接数。

步骤202，获取所述对应的模板信息，并根据所述设备参数以及所述对应的模板信息，按照负载均衡算法在所述服务器集群选取出最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器。

在查找到与最近一次收集的所有远程服务器的动态参数以及固定参数对应的模板信息后，获取对应的模板信息，即：与最近一次收集的所有远程服务器的动态参数对应的相对权重值，以及与各远程服务器对应的相对权重值以及最大连接数。

进一步地，所收集的动态参数中还可以包括各远程服务器的已用连接数。

在获取到与各远程服务器对应的动态参数、与动态参数对应的权重值、与各远程服务器对应的相对权重值以及最大连接数后，将各个远程服务器的最大连接数减去对应远程服务器的动态参数中包含的已用连接数，得到可用连接数。并按照预设的负载均衡算法计算出服务器集群中各个远程服务器的服务器性能值。例如，该预设的负载均衡算法可以是：

[(内存可用率*对应权重值)+(连接可用率*对应权重值)+(CPU可用率*对应权重值)]*相对权重值＝服务器性能值

在根据上述负载均衡算法计算服务器性能值时，可以根据需要相应减少或增加负载均衡算法所使用的设备参数，例如，在上述负载均衡算法中减少CPU可用率来计算各远程服务器的服务器性能值：

[(内存可用率*对应权重值)+(连接可用率*对应权重值)]*相对权重值＝服务器性能值

计算出服务器集群中各个远程服务器的服务器性能值后，可以选择服务器性能值最大的远程服务器作为最优服务器，并根据最优服务器的IP地址生成回应报文发送给请求接入远程服务器的客户端，这样一来，客户端即可以根据最优服务器的IP地址访问远程服务器的虚拟应用。同时，由于客户端所访问的远程服务器为性能相对较优的服务器，使得其业务处理效率也相对较高。

另外，上述参考模板也可以根据管理人员需要切换为自定义模板，即，在负载均衡设备上配置了参考模板(上述固定参数模板以及动态参考模板)后，若管理人员需要将当前配置的参考模板切换为自定义模板，负载均衡设备可以接收到模板切换指令，此时，即可以将当前配置的参考模板切换为自定义模板。

在将当前配置的参考模板切换为自定义模板后，该自定义模板上对应的权重值以及最大连接数可以为空(或均为0)，并可以由管理人员在该自定义模板上输入自定义的权重值以及最大连接数，以使后续接收到访问远程服务器的请求报文后，可以根据自定义模板的自定义数据选取出满足管理人员需要的最优服务器。

或者，在将当前配置的参考模板切换为自定义模板后，也可以在当前配置的参考模板(上述固定参数模板以及动态参数模板)的基础上，由管理人员在该自定义模板上输入自定义的权重值以及最大连接数。

例如，在当前使用的模板为包括上述固定参数模板以及动态参数模板的参考模板时，若管理人员需要将参考模板的数值根据测试结果得到的经验值将固定参数模板的权重值以及最大连接数设置为自定义数值，例如：

S1的相对权重值设置为1，最大连接数1000；

S2的相对权重值设置为1.5，最大连接数1500；

S3的相对权重值设置为0.5，最大连接数500。

那么，在将当前配置的参考模板切换为自定义模板后，可以在当前模板(表1以及表3所示出的模板)的基础上使用上述自定义数值修改对应的各项数值，进而完成自定义模板的切换。

由此，本发明实施例提供的负载均衡可以根据管理人员需要在预置的参考模板以及自定义模板中无缝地切换，支持管理人员手工配置权重值以及设备最大连接数等。同时，在模板切换，以及手工配置后无需重启设备即可使所配置内容生效。可见，本发明还具有较强的灵活性。

进一步地，本发明中在监测到所述服务器集群中有远程服务器宕机时，更新所述参考模板；将宕机的远程服务器上运行的业务根据更新后的参考模板分配至至少一个最优服务器。

具体地，负载均衡设备与各远程服务器之间可以定期发送探测报文以检查对端设备运行状态是否正常。若负载均衡设备在向远程服务器发送探测报文，并在超时时长内未接收到远程服务器的回应报文，可以确定远程服务器发生宕机。

那么，可以将固定模板中与该远程服务器对应的相对权重值以及最大连接数均设置为“0”，将该宕机的远程服务器上已接入的所有业务作为新接入的业务，根据新的动态参数模板以及固定参数模板依次选取出最优服务器，并将该宕机的远程服务器上接入的所有业务合理分配至依次选取出的一个或多个最优服务器上。进而，避免了在远程服务器宕机时，无法处理客户端请求的业务，而导致客户端业务中断的情况。

以下结合图1对本发明进行举例说明。

假设，在负载均衡设备PC接收到Client1发送的请求访问远程服务器的请求报文时，负载均衡设备最近一次收集的动态参数(以仅根据动态参数中CPU可用率以及连接可用率为例按照参考模板进行计算)为：

S1的动态参数：CPU占用率50％，已用连接数为40；

S2的动态参数：CPU占用率40％，已用连接数为64；

S3的动态参数：CPU占用率80％，已用连接数为70。

生成的动态参数模板如上述表2所示，根据最近一次收集到服务器集群中远程服务器S1、S2以及S3的各项参数生成的固定参数模板如表3所示。

根据负载均衡算法计算各个远程服务器的服务器性能值具体可以如下所示：

S1服务器性能值＝[(1-0.5)*5+(1-40/100)*2]*0.5＝1.85

S2服务器性能值＝[(1-0.4)*5+(1-64/100)*2]*1＝3.72

S3服务器性能值＝[(1-0.8)*5+(1-70/100)*2]*1.5＝2.4

根据上述计算出的各个远程服务器的服务器性能值可知，S2的服务器性能值最高，可以说明S2较为空闲，那么将S2作为最优远程服务器，并向Client1回复具有的S2的IP地址的回应报文，以使Client1可以与S2建立连接，并通过S2访问所要访问的虚拟应用。

综上所述，本发明提供的负载均衡方法在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，根据获取的设备参数、权重值以及设备连接数，按照负载均衡算法为客户端选取出服务器集群的最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器。即使在服务器集群中的远程服务器状态有变化时，也可以根据所有远程服务器的各项参数及时的动态分配客户端的接入请求，进而提高服务器集群的业务处理性能。

本发明还提供一种负载均衡装置，图3为该负载均衡装置的结构示意图，该装置可以应用在BYOD网络中的负载均衡设备，所述BYOD网络中还包括服务器集群，该负载均衡装置可以包括查找单元301以及获取单元302，其中：

查找单元301，用于在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，在预置的参考模板中查找与预先收集的所有远程服务器的设备参数对应的模板信息，所述对应的模板信息包括所述参考模板中与各远程服务器的设备参数对应的权重值以及设备连接数；

获取单元302，用于获取所述对应的模板信息，并根据所述设备参数以及所述对应的模板信息，按照负载均衡算法在所述服务器集群选取出最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器。

进一步地，所述设备参数具体可以包括动态参数以及固定参数，所述查找单元301具体用于将定期或实时收集所述服务器集群中所有远程服务器的CPU占用率以及内存使用率的至少一项作为所述动态参数；将定期或实时收集的所述服务器集群中所有远程服务器的中央处理器CPU频率、CPU个数、内存容量以及硬盘容量的至少一项作为所述固定参数；所述预置的参考模板包括动态参数模板以及固定参数模板，所述动态参数模板包括与各个动态参数对应的权重值，所述固定参数模板包括与各个远程服务器对应的权重值以及最大连接数。

进一步地，所述获取单元302还可以用于在监测到所述服务器集群中有远程服务器宕机时，更新所述参考模板；将宕机的远程服务器上运行的业务根据更新后的参考模板分配至至少一个最优服务器。

进一步地，所述参考模板还包括自定义模板，所述装置还可以包括切换单元303，用于在接收到模板切换指令时，将当前配置的参考模板切换为自定义模板，或者，将当前配置的自定义模板切换为参考模板。

进一步地，所述设备连接数可以包括所述远程服务器的最大连接数和/或已用连接数。

另外，本发明应用于作为负载均衡设备的负载均衡装置在具体的处理流程中可以与上述负载均衡方法的处理流程一致，在此不再赘述。

上述装置可以通过软件实现，也可以通过硬件实现，本发明负载均衡装置所在负载均衡设备的硬件架构示意图均可参考图4所示，其基本硬件环境包括中央处理器CPU、转发芯片、存储器以及其他硬件，其中存储器件中包括机器可读指令，CPU读取并执行机器可读指令执行图3中各单元的功能。

从以上各种方法和装置的实施方式中可以看出，本发明实施例提供的负载均衡方法以及装置，在接收到客户端发送的请求接入所述远程服务器的请求报文时，根据获取的设备参数、权重值以及设备连接数，按照负载均衡算法为客户端选取出服务器集群的最优服务器，以使所述客户端访问所述最优服务器。在服务器集群中的远程服务器中有高性能的远程服务器加入时，可以将新业务引流至该新加入的高性能远程服务器上，在服务器集群中有远程服务器宕机时，可以将宕机的远程服务器上接入的业务及时的引流到其他最优服务器上，由此可见，本发明可有效提高服务器集群的业务处理性能。

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

1.一种负载均衡方法，应用于携带自己设备办公BYOD网络中的负载均衡设备，所述BYOD网络中还包括服务器集群，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备参数具体包括动态参数以及固定参数，所述预先收集的所有远程服务器的设备参数具体包括：

将定期或实时收集所述服务器集群中所有远程服务器的CPU占用率以及内存使用率的至少一项作为所述动态参数；

将定期或实时收集的所述服务器集群中所有远程服务器的中央处理器CPU频率、CPU个数、内存容量以及硬盘容量的至少一项作为所述固定参数；

所述预置的参考模板包括动态参数模板以及固定参数模板，所述动态参数模板包括与各个动态参数对应的权重值，所述固定参数模板包括与各个远程服务器对应的权重值以及最大连接数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在监测到所述服务器集群中有远程服务器宕机时，更新所述参考模板；

将宕机的远程服务器上运行的业务根据更新后的参考模板分配至至少一个最优服务器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考模板还包括自定义模板，所述方法还包括：

在接收到模板切换指令时，将当前配置的参考模板切换为自定义模板，或者，将当前配置的自定义模板切换为参考模板。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备连接数包括所述远程服务器的最大连接数和/或已用连接数。

6.一种负载均衡装置，应用于携带自己设备办公BYOD网络中的负载均衡设备，所述BYOD网络中还包括服务器集群，其特征在于，所述装置包括：

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设备参数具体包括动态参数以及固定参数，所述查找单元具体用于：

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于：

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参考模板还包括自定义模板，所述装置还包括：

切换单元，用于在接收到模板切换指令时，将当前配置的参考模板切换为自定义模板，或者，将当前配置的自定义模板切换为参考模板。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设备连接数包括所述远程服务器的最大连接数和/或已用连接数。