CN105591962B - 一种链路负载均衡的探测方法和装置 - Google Patents

一种链路负载均衡的探测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种链路负载均衡的探测方法和装置，应用在负载均衡LB设备上，其中方法包括：接收业务报文，从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测；如果接收到对应于所述业务报文的应答报文，则确定所述链路探测成功；在确定所述链路探测成功后，选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。通过本发明的技术方案，能够改善链路负载均衡时的探测效果和减少资源占用。

Description

一种链路负载均衡的探测方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种链路负载均衡的探测方法和装置。
背景技术
链路负载均衡通过部署负载均衡(LB，Load Balancer)设备，用于优化多链路出口情况下合理选择链路，改善用户上网体验，其中，LB在选择链路时，会根据就近性探测机制选择到达目的地址最近或时延最小的链路。
目前，当LB设备接收到用户发送的业务报文时，会根据预先配置的探测协议构造和链路数量相同的探测报文，然后将探测报文同时从不同的链路出口发送出去，根据接收到和探测报文对应的应答报文的时间选择到达目的地址的最优链路，通常时间越短，链路越优。
但是，目前的链路负载均衡的探测方法至少有以下缺点：
一方面，基于预先配置的探测协议构造探测报文，可能会由于探测报文和业务报文类型差异而无法接收到应答报文，导致探测失败。例如预先配置的探测协议是控制报文协议(ICMP，Internet Control Message Protocol)类型，而业务报文是传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)类型，当LB设备接收到用户发送的TCP报文，却根据探测协议构造ICMP报文作为探测报文，当远端服务器收到ICMP报文时就可能会进行丢弃处理，导致探测失败。
另一方面，构造和链路数量相同的探测报文，资源占用大，特别是由于用户随意访问等原因导致的目的地址不可达的情况下，将会累积大量无效探测报文。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种链路负载均衡的探测方法和装置，能够改善链路负载均衡时的探测效果和减少资源占用。
具体地，所述链路负载均衡的探测方法，应用在负载均衡LB设备上，包括：接收业务报文，从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测；如果接收到对应于所述业务报文的应答报文，则确定所述链路探测成功；在确定所述链路探测成功后，选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。
所述用于链路负载均衡的探测装置，应用在负载均衡LB设备上，包括：第一处理模块，用于接收业务报文，从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测；第二处理模块，用于如果接收到对应于所述业务报文的应答报文，则确定所述链路探测成功；在确定所述链路探测成功后，选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。
由以上技术方案可见，本发明一方面改进就近性探测的实现机制，采用复制接收到的业务报文进行探测的动态探测，而非现有技术中基于用户配置构造固定探测报文静态探测，避免了由于探测报文和业务报文类型差异导致的探测失败；另一方面，改进就近性探测的探测时机，首先选择到达目的地址的一条链路进行探测，在所述链路探测成功后，再选择到达目的地址的其余链路进行探测，而非现有技术中目前实现直接向所有链路探测，避免了在目的地址不可达情况下，累积大量无效探测报文的情况。因此，本发明的链路负载均衡的探测方法和装置改善了探测效果和减少了资源占用。
附图说明
图1是本发明一种实施方式中链路负载均衡的探测方法的流程图。
图2是本发明一种实施方式中选择一条链路发送接收到的业务报文的流程图。
图3是本发明一种实施方式中就近性表项的结构示意图。
图4是本发明一种实施方式中临时链路表项的结构示意图。
图5是本发明一种实施方式中选择其余链路发送复制的业务报文的流程图。
图6是本发明一种实施方式中链路负载均衡的探测装置的逻辑结构图。
具体实施方式
请参考图1，本发明一种实施方式中提供了一种链路负载均衡的探测方法，应用在负载均衡设备(本例中简称LB)上，在本发明的一种实施方式中，所述方法包括如下步骤：
步骤11，接收业务报文，从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测；
步骤12，如果接收到对应于所述业务报文的应答报文，则确定所述链路探测成功；
步骤13，在确定所述链路探测成功后，选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。
本发明一种实施方式中的链路负载均衡的探测方法，LB直接复制接收到的业务报文进行探测，避免了由于探测报文和业务报文类型差异导致的探测失败；此外，LB首先选择到达目的地址的一条链路进行探测，在所述链路探测成功后，再选择到达目的地址的其余链路进行探测，避免了在目的地址不可达情况下，累积大量无效探测报文的情况。
请参考图2，本发明一种实施方式中选择一条链路发送接收到的业务报文的流程图，作为对步骤11的具体描述，包括如下步骤：
步骤211，LB接收业务报文，将业务报文进行缓存，并从所述业务报文中获取目的IP地址(Dip)和用户配置掩码(Mask)，将所述目的IP地址和所述用户配置掩码进行与运算得到计算结果Dip&Mask，将所述Dip&Mask作为所述业务报文的关键字Key。步骤212，根据所述业务报文的Key查找是否存在就近性表项(Proximity_entry)，如果是，进入步骤213；如果否，进入步骤214。
所述就近性表项的Key为Dip&Mask形式，结构如图3所示，包括目的IP地址(Dip)、源IP地址(Sip)、协议(Protocol)、源端口(Src_port)、目的端口(Dst_port)、链路头(Link_list_head)、生命周期(Life_time)和报文内容(Pkt_data)。
所述Link_list_head中包括LB到达目的IP地址的所有链路，每条链路节点Linknode结构如图3所示，包括链路节点(Link node)、身份标识号码(ID)，报文从该节点到所述目的地址的往返时间(rtt)，链路的生效标记(valid)和发送报文的开始时间(Start_time)。
在本步骤中，查找是否存在和所述业务报文相同Key的就近性表项。
步骤213，根据所述就近性表项选择到达所述目的IP地址的最优的未生效链路，通过选择的最优的未生效链路发送接收到的所述业务报文。
在本步骤中，所述就近性表项的Link_list_head中包括到达所述目的IP地址的多条路径，选择Link_list_head中到达所述目的IP地址的最优链路，将接收到的所述业务通过选择的最优的未生效链路发送接收到的所述业务报文，其中，最优的未生效链路可以为未生效链路中rtt最小的链路。
步骤214，根据所述业务报文的Key查找是否存在临时链路表项(tmp_proximity_entry)，如果是，进入步骤216；如果否，进入步骤215；
在本步骤中，所述临时链路表项的Key为Dip&Mask形式，结构和所述就近性表项类似，如图4所示，不同点在于，将所述就近性表项的Link_list_head变为所述临时链路表项的选择链路(Select_link)，具体地，所述就近性表项的Link_list_head中包括到达目的IP地址的所有路径，而所述临时链路表项的Select_link中只对应一条到达目的IP地址的链路。
步骤215，建立临时链路表项，然后进行步骤216；
在本步骤中，选择一条到达目的IP地址的链路，记录链路信息和报文数据，并将表项类型设置为临时表项，从而形成临时链路表项。具体建立该表项的过程与现有技术相同，故在此不赘述。
步骤216，选择所述临时链路表项中对应的链路，通过选择的链路发送接收到的业务报文进行探测；
在本步骤中，选择Select_link中的链路，通过选择的链路发送接收到的业务报文。
请参考图5，本发明一种实施方式中选择其余链路发送复制的业务报文的流程图，作为对步骤12和步骤13的具体描述，包括如下步骤：
步骤511，LB接收所述探测报文的应答报文，从所述应答报文中获取源IP地址(Sip)和Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key。
在本步骤之前，目的设备接收到探测报文后，生成应答报文并返回给LB，其中所述应答报文的源IP地址是所述探测报文的目的IP地址，所述应答报文的Mask和所述探测报文的Mask相同。
在本发明一种实施方式中，若接收到ICMP报文或TCP报文类型的探测报文，目的设备将自动构造ICMP Request或TCP SYN(synchronize)类型的应答报文；若接收到其他类型的探测报文，因为可能携带有用户私有数据，所以目的设备根据所述探测报文记录的报文信息构造应答报文。
在本步骤中，如果所述LB接收到所述目的设备返回的应答报文，则表示对选择的所述链路的探测成功。所述LB从所述应答报文中获取Sip和Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key。
步骤512，根据所述应答报文的Key查找是否匹配临时链路表项，如果是，进入步骤513；如果否，将不做处理。
步骤513，将所述临时链路表项转换为就近性表项。
在本步骤中，如果查找到存在和所述应答报文相同Key的临时链路表项，将所述临时链路表项转换为就近性表项。将接收到所述应答报文的时间和Start_time差值记录为选择的所述链路的rtt，并将选择的所述链路的生效标记(valid)设置为有效。
步骤514，判断所述就近性表项是否存在未生效链路，如果是，进入步骤515；如果否，将不做处理。
在本步骤中，如果查找到存在和所述应答报文相同Key的就近性表项，在所述就近性表项中将接收到所述应答报文的链路的valid设置为有效，并在所述就近性表项中查找是否存在valid为无效的未生效链路。
步骤515，选择所述未生效链路，复制所述业务报文，通过选择的未生效链路发送复制的所述业务报文进行探测，然后进行步骤516。
在本步骤中，可以复制和所述未生效链路对应数量的业务报文作为探测报文，选择所述未生效链路同时发送进行探测，也可以根据设定的顺序，例如排列顺序，依次选择所述未生效链路发送进行探测。
步骤516，更新所述就近性表项。
在本步骤中，所述LB发送探测报文的时间和接收到应答报文的时间差值为链路的rtt，根据rtt更新所述就近性表项中Link_list_head的顺序，例如可以按照rtt的降序排列，rtt由小到大进行排序，未生效链路的表项排在最后。
优选地，在本发明的一实施方式中，预先配置对所述就近性表项的老化时间(Half_aging_time)。在上述步骤的进行过程中，当到达老化时间的一半时，复制缓存的业务报文，选择所述就近性表项中的所有链路发送复制的所述业务报文进行探测。
优选地，在本发明的一实施方式中，预先配置老化方式，对于临时链路表项或未生效链路表项，采用固定间隔，例如5s，进行删除；对于就近性表项，采用命中出入老化队列的最近少使用方式进行老化，例如有命中就出一次队列，加入到队列尾。老化从头开始老化。
本发明还提供了一种用于链路负载均衡的探测装置，该装置应用于LB上，作为该逻辑装置的运行载体，所述装置的硬件环境通常至少都包括CPU、内存以及非易失性存储器。请参考图6，在本发明的一种实施方式中，所述装置还包括：
第一处理模块，用于接收业务报文，从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测。
第二处理模块，用于如果接收到对应于所述业务报文的应答报文，则确定所述链路探测成功；在确定所述链路探测成功后，选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。
其中，所述第一处理模块，具体用于：从所述业务报文中获取目的IP地址Dip和用户配置掩码Mask，将所述Dip和所述Mask进行与运算得到计算结果Dip&Mask，将所述Dip&Mask作为所述业务报文的Key；根据所述业务报文的Key查找到就近性表项，根据所述就近性表项选择到达所述目的IP地址的最优的未生效链路，通过选择的所述最优的未生效链路发送接收到的所述业务报文进行探测。
或者，所述第一处理模块，具体用于：从所述业务报文中获取目的IP地址Dip和用户配置掩码Mask，将所述Dip和所述Mask进行与运算得到计算结果Dip&Mask，将所述Dip&Mask作为所述业务报文的Key；如果根据所述业务报文的Key查找到临时链路表项，选择所述临时链路表项中对应的链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文；如果根据所述业务报文的Key没有查找到就近性表项或临时链路表项，建立临时链路表项，选择所述临时链路表项中对应的链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测。
其中，所述第二处理模块，具体用于：从所述应答报文中获取源IP地址Sip和Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key；根据所述应答报文的Key查找到就近性表项，如果所述就近性表项存在未生效链路，选择所述未生效链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测；根据所述LB发送探测报文的时间和接收到应答报文的时间差值rtt更新所述就近性表项。
或者，所述第二处理模块，具体用于：从所述应答报文中获取源IP地址Sip和Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key；根据所述应答报文的Key查找到临时链路表项，将所述临时链路表项转换为就近性表项；生成所述LB与所述目的地址之间的没有进行过就近性探测链路的未生效链路表项；选择所述未生效链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。
优选地，所述装置还包括第三处理模块，用于设置所述就近性表项的老化时间，当到达老化时间的一半时，复制缓存的业务报文，选择所述就近性表项中的所有链路发送复制的所述业务报文进行探测。
优选地，所述装置还包括第四处理模块，用于对于所述临时链路表项或所述未生效链路表项，采用设置固定间隔进行删除；对于所述就近性表项，预先设置出入老化队列，采用命中所述出入老化的最近少使用方式进行老化。
通过以上描述可以看出，本发明一方面改进就近性探测的实现机制，采用复制接收到的业务报文进行探测的动态探测，而非现有技术中基于用户配置构造固定探测报文静态探测，避免了由于探测报文和业务报文类型差异导致的探测失败；另一方面，改进就近性探测的探测时机，首先选择到达目的地址的一条链路进行探测，在所述链路探测成功后，再选择到达目的地址的其余链路进行探测，而非现有技术中目前实现直接向所有链路探测，避免了在目的地址不可达情况下，累积大量无效探测报文的情况。因此，本发明的链路负载均衡的探测方法和装置改善了探测效果和减少了资源占用。
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 (16)

1.一种链路负载均衡的探测方法，应用在负载均衡LB设备上，其特征在于，包括：
接收业务报文，从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测；
如果接收到对应于所述业务报文的应答报文，则确定所述链路探测成功；
在确定所述链路探测成功后，选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测，包括：
从所述业务报文中获取目的IP地址Dip和用户配置掩码Mask，将所述Dip和所述Mask进行与运算得到计算结果Dip&Mask，将所述Dip&Mask作为所述业务报文的关键字Key；
根据所述业务报文的Key查找到就近性表项，根据所述就近性表项选择到达所述目的IP地址的最优的未生效链路，通过选择的所述最优的未生效链路发送接收到的所述业务报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测，包括：
从所述业务报文中获取目的IP地址Dip和用户配置掩码Mask，将所述Dip和所述Mask进行与运算得到计算结果Dip&Mask，将所述Dip&Mask作为所述业务报文的Key；
如果根据所述业务报文的Key查找到临时链路表项，选择所述临时链路表项中对应的链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文；
如果根据所述业务报文的Key没有查找到就近性表项或临时链路表项，建立临时链路表项，选择所述临时链路表项中对应的链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测，包括：
从所述应答报文中获取源IP地址Sip和用户配置Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key；
根据所述应答报文的Key查找到就近性表项，如果所述就近性表项存在未生效链路，选择所述未生效链路，复制所述业务报文，通过选择的所述未生效链路发送复制的所述业务报文进行探测。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述LB将发送探测报文的时间和接收到应答报文的时间差值为链路的往返时延rtt；
根据所述rtt更新所述就近性表项。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测，包括：
从所述应答报文中获取源IP地址Sip和用户配置Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key；
根据所述应答报文的Key查找到临时链路表项，将所述临时链路表项转换为就近性表项；若判断出就近性表项存在未生效链路表项，选择所述未生效链路，复制所述业务报文，通过选择的所述未生效链路发送复制的所述业务报文进行探测。
7.根据权利要求2至6任一所述的方法，其特征在于，还包括：设置所述就近性表项的老化时间；
当到达老化时间的一半时，复制业务报文，选择所述就近性表项中的所有链路发送复制的所述业务报文进行探测。
8.根据权利要求2至6任一所述的方法，其特征在于，还包括：对于所述就近性表项中的未生效链路，采用设置固定间隔进行删除；
对于所述就近性表项，预先设置出入老化队列，当所述出入老化队列按照从头开始的顺序老化时，命中的就近性表项加入到所述出入老化队列的队尾。
9.根据权利要求3或6所述的方法，其特征在于，还包括：对于所述临时链路表项，采用设置固定间隔进行删除。
10.一种用于链路负载均衡的探测装置，应用在负载均衡LB设备上，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于接收业务报文，从所述业务报文中获取目的地址，选择到达所述目的地址的一条链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文进行探测；
第二处理模块，用于如果接收到对应于所述业务报文的应答报文，则确定所述链路探测成功；在确定所述链路探测成功后，选择到达所述目的地址的其余链路，复制所述业务报文，通过选择的所述其余链路发送复制的所述业务报文进行探测。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块，具体用于：从所述业务报文中获取目的IP地址Dip和用户配置掩码Mask，将所述Dip和所述Mask进行与运算得到计算结果Dip&Mask，将所述Dip&Mask作为所述业务报文的关键字Key；
根据所述业务报文的Key查找到就近性表项，根据所述就近性表项选择到达所述目的IP地址的最优的未生效链路，通过选择的所述最优的未生效链路发送接收到的所述业务报文。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块，具体用于：从所述业务报文中获取目的IP地址Dip和用户配置掩码Mask，将所述Dip和所述Mask进行与运算得到计算结果Dip&Mask，将所述Dip&Mask作为所述业务报文的Key；
如果根据所述业务报文的Key查找到临时链路表项，选择所述临时链路表项中对应的链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文；
如果根据所述业务报文的Key没有查找到就近性表项或临时链路表项，建立临时链路表项，选择所述临时链路表项中对应的链路，通过选择的所述链路发送接收到的所述业务报文。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，具体用于：从所述LB从所述应答报文中获取源IP地址Sip和Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key；
根据所述应答报文的Key查找到就近性表项，如果所述就近性表项存在未生效链路，选择所述未生效链路，复制所述业务报文，通过选择的所述未生效链路发送复制的所述业务报文进行探测；根据所述LB发送探测报文的时间和接收到应答报文的时间差值往返时延rtt更新所述就近性表项。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，具体用于：从所述应答报文中获取源IP地址Sip和用户配置Mask，将所述Sip和所述Mask进行与运算得到计算结果Sip&Mask，将所述Sip&Mask作为所述应答报文的Key；
根据所述应答报文的Key查找到临时链路表项，将所述临时链路表项转换为就近性表项；若判断出就近性表项存在未生效链路表项，选择所述未生效链路，复制所述业务报文，通过选择的所述未生效链路发送复制的所述业务报文。
15.根据权利要求11～14任一所述的装置，其特征在于，还包括：第三处理模块，用于设置所述就近性表项的设置老化时间；当到达老化时间的一半时，复制业务报文，选择所述就近性表项中的所有链路发送复制的所述业务报文进行探测。
16.根据权利要求12或14所述的装置，其特征在于，还包括：第四处理模块，用于对于所述就近性表项中的未生效链路，采用设置固定间隔进行删除；对于所述就近性表项，预先设置出入老化队列，当所述出入老化队列按照从头开始的顺序老化时，命中的就近性表项加入到所述出入老化队列的队尾；
所述第四处理模块，还用于对于所述临时链路表项，采用设置固定间隔进行删除。
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