CN105357320A - 一种多Web服务器负载均衡系统 - Google Patents

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潘睿
侯德龙
曹玲玲
左强
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Abstract

本发明公开了一种多Web服务器负载均衡系统，属于Web服务器领域，本发明要解决的技术问题为服务器处理能力低、网络访问效果差，其结构包括系统管理机器、集线器、路由器和若干负载均衡服务器，系统管理机器与负载均衡服务器通过集线器连接，负载均衡服务器、集线器、路由器依次连接。

Description

一种多Web服务器负载均衡系统
技术领域
近年来各种网络应用业务和宽带网技术的飞速发展，导致了网络日益膨胀，服务器处理能力自然成为网络访问的新瓶颈，于是出现了优化和升级服务器软件和硬件、采用站点镜像、循环DNS、Web交换机技术、增加服务器数量等各种各样的扩充处理能力的技术。这些技术一定程度地解决了单个服务器处理能力的不足问题，但效果仍然不佳，有的不能从根本上解决问题，有的代价太高，一种多Web服务器负载均衡系统是必要的。
背景技术
近年来各种网络应用业务和宽带网技术的飞速发展，导致了网络日益膨胀，服务器处理能力自然成为网络访问的新瓶颈，于是出现了优化和升级服务器软件和硬件、采用站点镜像、循环DNS、Web交换机技术、增加服务器数量等各种各样的扩充处理能力的技术。这些技术一定程度地解决了单个服务器处理能力的不足问题，但效果仍然不佳，有的不能从根本上解决问题，有的代价太高，一种多Web服务器负载均衡系统是必要的。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种多Web服务器负载均衡系统，来解决服务器处理能力低、网络访问效果差的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
一种多Web服务器负载均衡系统，包括系统管理机器、集线器、路由器和若干负载均衡服务器，系统管理机器与负载均衡服务器通过集线器连接，负载均衡服务器、集线器、路由器依次连接。
所述每个负载均衡服务器内设置有两个网卡，一个网卡与VIP网卡连接，另一个网卡与标示网卡连接，所述两个网卡的物理地址相同，且两个网卡与同一个集线器连接。
所述系统管理机器包括负载状况表、服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块和VIP网卡驱动模块，服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块、VIP网卡驱动模块均与负载状况表连接。
本发明的一种多Web服务器负载均衡系统具有以下优点：避免了单个服务器处理能力的不足，增加了服务器处理能力，增加了网络访问能力。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种多Web服务器负载均衡系统的物理框图；
　　附图2为一种多Web服务器负载均衡系统的结构示意图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种多Web服务器负载均衡系统作以下详细地说明。
实施例：
本发明的一种多Web服务器负载均衡系统，包括系统管理机器、集线器、路由器和若干负载均衡服务器，系统管理机器与负载均衡服务器通过集线器连接，负载均衡服务器、集线器、路由器依次连接。
系统管理机器包括负载状况表、服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块和VIP网卡驱动模块，服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块、VIP网卡驱动模块均与负载状况表连接。
该系统连接类似单个服务器连接方式，在每台服务器中安装负载均衡软件，正确配置即可。其中，每台服务器配置了两块网卡，一块绑定VIP网卡，另一块绑定一个唯一标识该服务器的IP地址、称为标识网卡，将所有TCP网卡物理地址设为相同并统一连接到一个集线器上，接收来自外部用户访问请求并发送响应，所有服务器的标识网卡则连接到另一个集线器上、同系统管理机在同一个子网，用于接收和发送各服务器的负载通报消息和管理配置消息。
基于软件的负载均衡，同样必须具有基于硬件的负载均衡的几项功能：确定各服务器负载，选择最合适的服务器处理用户连接请求，跟踪正在或已经建立的连接关系。
服务器负载评定，在基于硬件的方法中，采用服务器瞬时响应时间的长短并不能准确地表示服务器当前负载状况。通常，服务器负载更准确的表示应该由其内部主要部件的使用情况决定。Web服务器内部负载常用的评定指标有：CUP使用率、内存利用率、网卡收发包速度等。本系统中采用了各项指标的综合方法，包括：CUP的使用率、内存的利用率、网卡接收/发送包的数目，然后根据各项指标计算其权重负载：
综合负载程度=5*CUP使用率+2*内存利用率+3*网卡实际利用率
其中，各项指标的权重目前使用经验值，具体比较准确的权值待进一步实验调整。
TCP连接关系跟踪和服务器选择，TCP连接关系由源IP地址和源端口、目的IP地址和目的端口、协议类型决定。由于操作系统的代P/IP网络协议栈都包括代P的连接状况，因此无需另外保存当前处于活动状态的冗P连接，直接调用系统提供的函数查找便可；
当VIP网卡收到外部用户访问IP报文时，如果该报文是TCP建链请求包即SYN包，各服务器就查询所有服务器的当前负载，选择当前负载最低的服务器处理该包，当负载相同时，选用标识IP更小的服务器，并将其转发给IP层即ip-rev；
如果不是SYN包，各服务器查询本地TCP连接建立情况，根据对方的IP地址、协议类型和端口号，看是否属于自己，是则转交给IP层处理，否则丢弃。
服务器在线负载检测，由于系统中各个服务器是根据所有服务器的负载情况来决定新的用户访问请求的取舍，因此，各个服务器必须知道其它服务器的负载状况，这要求每个服务器必须将自己的当前负载及时通知其它服务器。我们采用主从服务器的方式，内部缺省指定一个服务器做主服务器，其它为从服务器。主服务器定期广播负载请求、捎带自己的当前综合负载大小，各从服务器收到请求后，立即广播负载响应、捎带综合负载大小；各服务器根据负载请求和响应中捎带的综合负载参数更新相应的服务器综合负载状况的记录，当从服务器在一定时间内未收到负载请求时，由IP地址其次的服务器自动做主服务器，发布负载请求。
系统管理机器包括负载状况表、服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块和VIP网卡驱动模块，服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块、VIP网卡驱动模块均与负载状况表连接。
服务器负载监测模块主要实现服务器负载评定和服务器在线综合负载监测功能，定期更新负载状况表。
服务器启动后，立即初始化服务器负载状况表，服务器负载状况表包括标识IP地址、综合负载大小、最近更新时间，计算系统当前负载，Web服务器综合负载的各项指标可以直接调用操作系统提供的函数获取，并广播负载请求报文，其它服务器收到请求报文后立即发送响应报文，收到其它服务器的负载响应后，立即更新负载状况表中的相应服务器的负载记录。当服务器一定时间(缺省是15s，可配置)间隔未收到其它某服务器的负载请求/响应报文后，便认为该服务器已停机，立即从负载状况表中将其删除。之后，服务器定时(缺省是5s，可配置)检查并判断自己是否是主服务器，本系统中，始终将标识IP地址最小的服务器做主服务器，是则负责发送负载请求，引导整个系统的服务器负载更新。
负载均衡过滤选择模块实现服务器选择和TCP连接关系跟踪功能。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。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 (3)

1.一种多Web服务器负载均衡系统，其特征在于包括系统管理机器、集线器、路由器和若干负载均衡服务器，系统管理机器与负载均衡服务器通过集线器连接，负载均衡服务器、集线器、路由器依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种多Web服务器负载均衡系统，其特征在于所述每个负载均衡服务器内设置有两个网卡，一个网卡与VIP网卡连接，另一个网卡与标示网卡连接，所述两个网卡的物理地址相同，且两个网卡与同一个集线器连接。
3.根据权利要求1所述的一种多Web服务器负载均衡系统，其特征在于所述系统管理机器包括负载状况表、服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块和VIP网卡驱动模块，服务器负载监测模块、服务器平衡过滤选择模块、标识网卡驱动模块、VIP网卡驱动模块均与负载状况表连接。
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