CN104869076A - 一种调整负载均衡的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调整负载均衡的方法及装置，其中，该方法包括：根据链路状况配置各个链路的优先级；根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量，以调整负载均衡。本发明为各个链路配置了优先级，根据链路状况的变化，可以重新配置链路的优先级，再根据优先级的顺序转发当前链路的总流量，使得能够动态的进行负载均衡，提高了链路的传输质量，解决了静态负载均衡无法根据各条链路的带宽需要依据配置或链路流量等方面进行调整，导致流量的负载均衡差的问题。

Description

一种调整负载均衡的方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种调整负载均衡的方法及装置。

背景技术

IP网络中两台数据通信设备之间一般会部署多条链路形成负载均衡，链路间带宽的总和为设备间可以承担的流量值。由于各条链路承载的带宽是固定的，当链路的总流量突然增加时，在链路间带宽需要发送流量的总和大于链路负载均衡可以发送流量的情况下，部分链路可能出现丢包的现象。当用户网络的出口链路采用双链路上行，其中一条链路为租用的传输链路时，要求两条链路间的负载均可以基于接口带宽计算负载均衡的比例权重，进行每流的负载均衡，并希望能够充分利用租用的传输链路，根据租用链路上的流量动态调节负载均衡的比例权重，进行每流的分担。由于租用的传输链路的实际带宽一般要小于接口的物理带宽，需要按照其实际带宽来计算负载均衡的比例权重。用户网络的出口链路采用双链路上行，其中一条作为主用链路，另一条作为备用时，备用链路同时可能用于其它业务需求，占用部分备用链路带宽。当主用链路流量超过带宽时，需要备用链路在不影响其它业务的前提下参与主用链路，实现负载均衡。

然而，现有技术中都使用静态负载均衡，使用固定的模式进行负载均衡，但静态负载均衡无法解决各条链路的带宽需要依据配置或链路流量等方面进行调整的问题，导致流量的负载均衡差。然而，现有技术中并没有一种能够根据各条链路的带宽需要依据配置和链路流量进行调整的方法。

发明内容

本发明提供了一种调整负载均衡的方法及装置，用以解决现有技术中，静态负载均衡无法根据各条链路的带宽需要依据配置或链路流量等方面进行调整，导致流量的负载均衡差的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种调整负载均衡的方法，包括：根据链路状况配置各个链路的优先级；根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量，以调整负载均衡。

进一步，根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量之前，还包括：统计各条链路的流量，以确定当前链路的总流量。

进一步，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量包括：检测优先级最高的链路的带宽是否能够转发当前链路的所述总流量；在所述优先级最高的链路的带宽无法全部转发所述总流量的情况下，将剩余流量在所述优先级最高的链路的下一优先级对应的链路上进行转发；若所述下一优先级对应链路的带宽仍无法全部转发所述剩余流量，则将转发后再次剩余的流量按照优先级顺序依次进行转发，直至所述总流量被全部转发。

进一步，所述方法还包括：当存在多个优先级相同的链路时，将当前待转发的流量按照所述链路的带宽比例进行分配转发。

进一步，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量之后，还包括：按照预定时间间隔检测当前链路的总流量；在所述总流量改变的情况下，依据各条链路的转发能力，重新计算各个链路的带宽，其中，所述转发能力为：物理带宽与水线的乘积、或者物理带宽与水线的乘积和负载均衡带宽中最小的一个。

另一方面，本发明还提供一种调整负载均衡的装置，包括：配置模块，用于根据链路状况配置各个链路的优先级；转发模块，用于根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量，以调整负载均衡。

进一步，上述装置还包括：统计模块，用于统计各条链路的流量，以确定当前链路的总流量。

进一步，所述转发模块包括：检测单元，用于检测优先级最高的链路的带宽是否能够转发当前链路的所述总流量；转发单元，用于在所述优先级最高的链路的带宽无法全部转发所述总流量的情况下，将剩余流量在所述优先级最高的链路的下一优先级对应的链路上进行转发；在所述下一优先级对应链路的带宽仍无法全部转发所述剩余流量的情况下，将转发后再次剩余的流量按照优先级顺序依次进行转发，直至所述总流量被全部转发。

进一步，所述转发模块，还用于在存在多个优先级相同的链路的情况下，将当前待转发的流量按照所述链路的带宽比例进行分配转发。

进一步，上述装置还包括：检测模块，用于按照预定时间间隔检测当前链路的总流量；确定模块，用于在所述总流量改变的情况下，依据各条链路的转发能力，重新计算各个链路的带宽，其中，所述转发能力为：物理带宽与水线的乘积、或者物理带宽与水线的乘积和负载均衡带宽中最小的一个。

本发明为各个链路配置了优先级，根据链路状况的变化，可以重新配置链路的优先级，再根据优先级的顺序转发当前链路的总流量，使得能够动态的进行负载均衡，提高了链路的传输质量，解决了静态负载均衡无法根据各条链路的带宽需要依据配置或链路流量等方面进行调整，导致流量的负载均衡差的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中调整负载均衡的方法的流程图；

图2是本发明实施例中调整负载均衡的装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中调整负载均衡的装置的又一种结构示意图；

图4是本发明实施例中调整负载均衡的装置转发模块的结构示意图；

图5是本发明实施例中调整负载均衡的装置的优选结构示意图；

图6是本发明实施例中动态调整负载均衡的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中，静态负载均衡无法根据各条链路的带宽需要依据配置或链路流量等方面进行调整，导致流量的负载均衡差的问题，本发明提供了一种调整负载均衡的方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明提供一种调整负载均衡的方法，该方法的流程如图1所示，包括步骤S102至步骤S104：

S102，根据链路状况配置各个链路的优先级。

其中，链路状况可以包括多种因素，例如，当前链路是否为租用链路，当前链路的带宽大小，当前链路被占用的带宽等。在设置时，如果根据当前链路是否为租用链路进行设置，则可以将租用的链路的优先级设置为高，其他链路的优先级设置为低，进而，还可以进一步在设置为低优先级的链路中再使用其他链路状况对应的因素进行优先级的配置，例如，配置带宽较大的链路的优先级为高。

S104，根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量，以调整负载均衡。

本发明实施例为各个链路配置了优先级，根据链路状况的变化，可以重新配置链路的优先级，再根据优先级的顺序转发当前链路的总流量，使得能够动态的进行负载均衡，提高了链路的传输质量，解决了静态负载均衡无法根据各条链路的带宽需要依据配置或链路流量等方面进行调整，导致流量的负载均衡差的问题。

上述流程在实施过程中，如遇到某一条链路发生了损坏或业务改变，可以根据实际情况调整优先级及水线。例如，优先级为7的链路发生了损坏，则可以调整优先级的配置，将其优先级配置为1或0，这样，可以根据重新配置的优先级进行转发；再或者，如果当前链路的业务由之前的多业务变为单一业务，则可以改变该链路对应的水线，以进行转发。

在根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量之前，还需要统计各条链路的流量，以确定当前链路的总流量。

实施过程中，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量可以按照如下过程进行：首先，检测优先级最高的链路的带宽是否能够转发当前链路的总流量；如果优先级最高的链路的带宽无法全部转发总流量，则将剩余流量在优先级最高的链路的下一优先级对应的链路上进行转发；再检测下一优先级对应的链路的带宽是否能够转发剩余流量，如果下一优先级对应链路的带宽仍无法全部转发剩余流量，则将转发后再次剩余的流量按照优先级顺序依次进行转发，直至总流量被全部转发。

如果存在多个优先级相同的链路，则在转发时可以将当前待转发的流量按照链路的带宽比例进行分配转发。例如，三条链路的带宽比例为4:3:1，则可以将待转发的流量分别按照这个比例进行均衡，再进行转发。

在按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量之后，还需要按照预定时间间隔（即采样周期）检测当前链路的总流量，预定时间间隔可以根据时间段不同设置不同时长，例如，在刚发送时采样周期时可以设置短些，当流量稳定后，采样的周期可以设置长些。在总流量改变的情况下，依据各个链路的转发能力重新计算各个链路的带宽，其中，转发能力为：物理带宽与水线的乘积、或者物理带宽与水线的乘积和负载均衡带宽中最小的一个。

本发明实施例还提供了一种调整负载均衡的装置，该装置的结构示意如图2所示，包括：配置模块10，用于根据链路状况配置各个链路的优先级；转发模块20，与配置模块10耦合，用于根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量，以调整负载均衡。

图3示出了上述装置又一种结构示意图，上述装置还可以包括：统计模块30，与转发模块20耦合，用于统计各条链路的流量，以确定当前链路的总流量。实现时，转发模块20，还可以用于在存在多个优先级相同的链路的情况下，将当前待转发的流量按照链路的带宽比例进行分配转发。

图4示出了上述转发模块20的结构示意图，包括：检测单元202，用于检测优先级最高的链路的带宽是否能够转发当前链路的总流量；转发单元204，与检测单元202耦合，用于在优先级最高的链路的带宽无法全部转发总流量的情况下，将剩余流量在优先级最高的链路的下一优先级对应的链路上进行转发；在下一优先级对应链路的带宽仍无法全部转发剩余流量的情况下，将转发后再次剩余的流量按照优先级顺序依次进行转发，直至总流量被全部转发。

图5示出了上述调整负载均衡的装置的优选结构示意图，在图3的基础上，还包括：检测模块40，与统计模块30耦合，用于按照预定时间间隔检测当前链路的总流量；确定模块50，与转发模块20耦合，用于在总流量改变的情况下，依据各链路的转发能力，重新计算各个链路的带宽，其中，转发能力为：物理带宽与水线的乘积、或者物理带宽与水线的乘积和负载均衡带宽中最小的一个。

优选实施例

本文发明提供一种动态的调整负载均衡的方法和装置，可以依据网络用户需求和链路流量的变化动态调整负载均衡各条链路的带宽。该方法适应于IPV4、IPV6网络和MPLS网络等。

本发明实施例的装置能够配置负载均衡策略、负载均衡优先级、负载均衡带宽、负载均衡水线。当策略、优先级、带宽、水线发生变化时，重新动态计算负载均衡；还能够从子接口获取链路实际转发的出向流量。当负载均衡链路的总流量发生变化时，重新动态计算负载均衡。在流量刚发送时采样周期可以设置短些，保证负载均衡及时重计算。在流量比较稳定时，采样周期可以设置长些，以降低CPU占用率；还能实现负载均衡各个链路出接口带宽的动态计算，使流量优先走高优先级的链路，在达到该链路转发能力上限后，剩余流量走次优优先级的链路。使用分时机制管理动态负载均衡的计算过程，防止设备存在大量负载均衡一起动态计算使得CPU占用率短时冲高。

下面结合附图和具体实施方式进行说明。

用户在网络部署中通过网管或OAM界面设定负载均衡的相关参数，下面对各个参数做详细说明。

（1）链路负载均衡优先级。优先级数值越大表示优先级越高。当网路用户租用更高级用户的链路时，应把该链路设置较高的优先级（该链路质量较高）。只有所有链路都配置了优先级才开启动态负载均衡计算。

（2）链路负载均衡带宽。负载均衡带宽不可以大于链路的物理带宽。当网路用户需要流量按照期望比例分配（比如4:2:1）时，需要配置该参数。

（3）链路负载均衡水线。负载均衡水线限定了该链路的流量可以达到物理带宽的百分比。当一条链路上除了负载均衡的业务还承担其他业务时，通过水线可以确定多少带宽分配给负载均衡。

如图6所示，当用户设定好参数后，根据链路的流量等参数开始动态调整负载均衡的各条链路的带宽，包括步骤S601至步骤S610。

S601，配置动态负载均衡参数。如果负载均衡策略、优先级、带宽、水线、链路流量发生变化时，转入该过程中。

S602，判断当前配置是否满足动态负载均衡的条件。只有当所有链路都配置负载均衡优先级时才进行动态计算。如果是，则执行步骤S603，否则执行步骤S610。

S603，获取各条链路的转发能力，即物理带宽*水线和负载均衡带宽中较小的一个。

S604，统计各条链路的流量,获取负载均衡的总流量。

S605，是否有链路尚未计算带宽。如果是，则执行步骤S606，否则执行步骤S610。

S606，获取配置中高优先级的级别，获取当前优先级链路总的转发能力。

S607，判断最高优先级链路是否能够转发链路上的总流量。如果是则执行步骤S608，否则执行步骤S609。

S608，流量完全从最高优先级链路走，其他优先级链路不走流量。此时该优先级链路的带宽是总流量，其余优先级链路的带宽为零，转入步骤S610流程结束。

S609，若不能够完全转发，按照该链路最大转发能力分担流量，并获取剩余流量，将剩余流量流转向次优优先级链路。并转回步骤S605继续重复执行。此时，最高优先级链路的带宽为其转发能力。

S610，流程结束。

上述继续执行的过程如下：判断次优优先级链路是否能够转发链路上的剩余总流量。若可以，剩余流量完全从次优优先级链路走，优先级低于它的链路没有流量。此时，次优先级链路的带宽是剩余流量，优先级低于它的链路的带宽为零，流程结束。若不能够完全转发，按照该链路最大转发能力分担流量，剩余流量流向再次优优先级链路。此时，次优优先级链路的流量是其转发能力。

判断再次优优先级链路是否能够转发链路上的剩余总流量。若可以，剩余流量完全从再次优优先级链路走。此时，再次优先级链路的带宽是剩余流量，优先级低于它的链路的带宽为零，流程结束。若不能够完全转发，按照该链路最大转发能力分担流量，其余流量流向下一优先级链路。此时，再次优优先级级路的流量是其转发能力。重复以上过程，直到剩余流量从某一级别优先级的链路转发出去。

实现时，当多条链路的优先级一样时，同优先级链路按照各自的转发能力按比例分配该优先级的流量；当负载均衡的总流量发生变化、负载均衡的参数发生变化时，从步骤S601开始重新计算负载均衡各个链路的带宽。

负载均衡按照上述方法根据链路流量可以动态调整链路的带宽。这样可以解决链路流量突然增大导致某些链路丢包的问题，也可以满足上行双链路二级运营商优先使用租用一级运营商的链路和按比例使用备用链路的问题。

上述流量突然增大的场景与上述图6中的处理过程类似，包括如下处理过程：

链路上的总流量发生变化，首先要触发重新计算ECMP链路带宽。随后，与图6的执行过程类似，判断最高优先级链路能否容纳该流量。若可以容纳，最高优先级链路带宽调整为此刻链路流量，流程结束。若不可以，最高优先级链路带宽保持不变，流量流向次优优先级链路。

判断次优优先级能否容纳剩余流量。若可以，把次优优先级链路带宽调整为剩余流量，流程结束。否则，次优优先级链路带宽不变，流量流向再次优优先级。由于链路总带宽是大于链路流量的，在某一优先级链路总是可以容纳从上一优先级溢出的流量。此优先级链路的带宽为从上一优先级链路溢出的流量。流程结束。

上述过程，通过调整高某些链路的带宽，可以保证在ECMO链路流量突然变大并没有超出链路总带宽时，流量不丢包。

上述上行双链路其中一条链路为租用的场景与上述图6中的处理过程类似，包括如下处理过程：

首先，将租用链路的ECMP优先级设为最高优先级7。随后，与图6的执行过程类似，再判断最高优先级链路能否容纳链路总流量。当其可以容纳时，流量不再走次优优先级的链路。最高优先级链路带宽为链路总流量，其他优先级链路带宽为0，流程结束。当其容纳不了时，流量才流向次优优先级。

判断次优优先级能否容纳剩余流量。若可以，把次优优先级链路带宽调整为剩余流量，流程结束。否则，次优优先级链路带宽不变，流量流向再次优优先级。

判断次优优先级链路是否能够转发链路上的剩余总流量。若可以，剩余流量完全从次优优先级链路走，优先级低于它的链路没有流量。此时，次优先级链路的带宽是剩余流量，优先级低于它的链路的带宽为零，流程结束。若不能够完全转发，按照该链路最大转发能力分担流量，剩余流量流向再次优优先级链路。此时，次优优先级链路的流量是其转发能力。重复以上过程，直到剩余流量从某一级别优先级的链路转发出去。如果链路的流程发生变化时，从最高优先级链路开始，再次分配流量。

上述过程中，通过把租用链路优先级设为高优先级，保证租用链路得到充分利用，并根据流量等属性的变化动态调整流量分配。

上述上行双链路其中一条链路承载其他业务的场景与上述图6中的处理过程类似，包括如下处理过程：

首先，设置承载其他业务链路的优先级为低优先级，再设置承载其他业务链路的水线，使其和其他业务的带宽不超过链路物理带宽。随后，与图6的执行过程类似，判断最高优先级链路能否容纳链路总流量。当其可以容纳时，流量不再走次优优先级的链路。最高优先级链路带宽为链路总流量，其他优先级链路带宽为0，流程结束。当其容纳不了时，次优优先级链路才分担流量。

判断次优优先级链路能否容纳剩余流量。判断标准是流量大小是否超过链路的转发能力。若流量超过该数值，即使链路可以承担更多的流量，也停止分担。此时，次优优先级链路的带宽是其转发能力。溢出的流量流向再次优优先级。若没有超过，该链路的带宽为该链路的流量，流程结束。重复以上过程，直到剩余流量从某一级别优先级的链路转发出去。如果链路的流程发生变化时，从最高优先级链路开始，再次分配流量。

上述过程中，通过把承担其他业务链路的优先级调低并设置相应水线，可以保证该链路作为备选链路，在优选链路承载不了流量后再参与ECMP，并且在不影响链路其他业务的情况下参与动态计算。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种调整负载均衡的方法，其特征在于，包括：

根据链路状况配置各个链路的优先级；

根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量，以调整负载均衡。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量之前，还包括：

统计各条链路的流量，以确定当前链路的总流量。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量包括：

检测优先级最高的链路的带宽是否能够转发当前链路的所述总流量；

在所述优先级最高的链路的带宽无法全部转发所述总流量的情况下，将剩余流量在所述优先级最高的链路的下一优先级对应的链路上进行转发；

若所述下一优先级对应链路的带宽仍无法全部转发所述剩余流量，则将转发后再次剩余的流量按照优先级顺序依次进行转发，直至所述总流量被全部转发。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当存在多个优先级相同的链路时，将当前待转发的流量按照所述链路的带宽比例进行分配转发。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量之后，还包括：

按照预定时间间隔检测当前链路的总流量；

在所述总流量改变的情况下，依据各条链路转发能力，重新计算各个链路的带宽，其中，所述转发能力为：物理带宽与水线的乘积、或者物理带宽与水线的乘积和负载均衡带宽中最小的一个。

6.一种调整负载均衡的装置，其特征在于，包括：

配置模块，用于根据链路状况配置各个链路的优先级；

转发模块，用于根据所有链路的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次转发当前链路的总流量，以调整负载均衡。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

统计模块，用于统计各条链路的流量，以确定当前链路的总流量。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转发模块包括：

检测单元，用于检测优先级最高的链路的带宽是否能够转发当前链路的所述总流量；

转发单元，用于在所述优先级最高的链路的带宽无法全部转发所述总流量的情况下，将剩余流量在所述优先级最高的链路的下一优先级对应的链路上进行转发；在所述下一优先级对应链路的带宽仍无法全部转发所述剩余流量的情况下，将转发后再次剩余的流量按照优先级顺序依次进行转发，直至所述总流量被全部转发。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述转发模块，还用于在存在多个优先级相同的链路的情况下，将当前待转发的流量按照所述链路的带宽比例进行分配转发。

10.如权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

检测模块，用于按照预定时间间隔检测当前链路的总流量；

确定模块，用于在所述总流量改变的情况下，依据各条链路的转发能力，重新计算各个链路的带宽，其中，所述转发能力为：物理带宽与水线的乘积、或者物理带宽与水线的乘积和负载均衡带宽中最小的一个。