CN105812415A - 实现负载均衡的方法及存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种实现负载均衡的方法及存储系统。存储系统至少包括第一主机和至少一个存储设备，第一主机与存储设备之间存在至少两条通信链路，通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，链路时延值包括第一主机与存储设备之间的链路时延值，本发明实现负载均衡的方法包括：第一主机根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值；第一主机根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，从而解决了现有技术中低性能链路上的负载过重，而高性能链路又不能充分发挥作用的问题，实现根据不同链路的能力为各个链路分配数据流量。

Description

实现负载均衡的方法及存储系统

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现负载均衡的方法及存储系统。

背景技术

随着大数据时代到来，企业信息系统的数据量急剧增长，由于网络连接式存储(NetworkAttachedStorage，简称NAS)设备具备资料存储功能，是一种专用数据存储设备，且NAS设备具备低成本高性能特性，使得越来越多的企业采用NAS设备存储海量数据。

每个NAS设备以及主机可能有多个互联网络协议(InternetProtocol，简称IP)地址，主机与NAS设备之间可以建立多条通信链路，主机对NAS设备进行读写访问时，轮流选择主机与NAS设备间的各个链路传输数据，然而，由于各个链路的能力不同，造成低性能链路上的负载过重，而高性能链路又不能充分发挥作用。

发明内容

本发明实施例提供一种实现负载均衡的方法及存储系统，用于通过根据主机与存储设备之间存在的各条通信链路的链路时延值，计算每个通信链路的权重值，并根据权重值将主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，解决现有技术中低性能链路上的负载过重，而高性能链路又不能充分发挥作用的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种实现负载均衡的方法，包括：

所述方法应用于存储系统，所述存储系统至少包括第一主机和至少一个存储设备，所述第一主机与所述存储设备之间存在至少两条通信链路，所述通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，所述链路时延值包括所述第一主机与所述存储设备之间的链路时延值；所述方法包括：

所述第一主机根据每个通信链路的链路时延值，计算所述通信链路的权重值；

所述第一主机根据所述每个通信链路的权重值，将所述第一主机与所述存储设备之间传输的数据的流量分摊到所述每个通信链路上。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：计算所述通信链路的链路时延值t。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述第一主机向所述存储设备发送第一检测报文，所述第一主机发送所述第一检测报文的时刻为t₁；

所述第一主机接收所述存储设备发送的所述第一检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第一检测报文的响应消息的时刻为t₄，所述第一检测报文的响应消息包含所述存储设备接收到所述第一检测报文的时刻t₂和所述存储设备发送所述第一检测报文的响应消息的时刻t₃；

所述链路时延值

根据第一方面、第一方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任意一种，在第三种可能的实现方式中，所述存储系统还包括第二主机，所述链路时延值还包括所述第一主机与所述第二主机之间的链路时延值t’。

根据第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述第一主机向所述第二主机发送第二检测报文，所述第一主机发送所述第二检测报文的时刻为t₅；

所述第一主机接收所述第二主机发送的所述第二检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第二检测报文的响应消息的时刻为t₈，所述第二检测报文的响应消息包含所述第二主机接收到所述第二检测报文的时刻t₆和所述第二主机发送所述第二检测报文的响应消息的时刻t₇；

所述 $t^{,}=\frac{(t_8-t_5)-(t_7-t_6)}{2}.$

第二方面，本发明实施例提供一种存储系统，所述存储系统至少包括第一主机和至少一个存储设备，所述第一主机与所述存储设备之间存在至少两条通信链路，所述通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，所述链路时延值包括所述第一主机与所述存储设备之间的链路时延值；

所述第一主机，用于根据每个通信链路的链路时延值，计算所述通信链路的权重值；根据所述每个通信链路的权重值，将所述第一主机与所述存储设备之间传输的数据的流量分摊到所述每个通信链路上。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述第一主机，还用于计算所述通信链路的链路时延值t。

根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一主机，还用于向所述存储设备发送第一检测报文，所述第一主机发送所述第一检测报文的时刻为t₁；接收所述存储设备发送的所述第一检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第一检测报文的响应消息的时刻为t₄，所述第一检测报文的响应消息包含所述存储设备接收到所述第一检测报文的时刻t₂和所述存储设备发送所述第一检测报文的响应消息的时刻t₃；所述链路时延值 $t=\frac{(t_4-t_1)-(t_3-t_2)}{2}.$

根据第二方面、第二方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任意一种，在第三种可能的实现方式中，所述存储系统还包括第二主机，所述链路时延值还包括所述第一主机与所述第二主机之间的链路时延值t’。

根据第二方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一主机，还用于向所述第二主机发送第二检测报文，所述第一主机发送所述第二检测报文的时刻为t₅；接收所述第二主机发送的所述第二检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第二检测报文的响应消息的时刻为t₈，所述第二检测报文的响应消息包含所述第二主机接收到所述第二检测报文的时刻t₆和所述第二主机发送所述第二检测报文的响应消息的时刻t₇；所述 $t^{,}=\frac{(t_8-t_5)-(t_7-t_6)}{2}.$

本发明实施例实现负载均衡的方法及存储系统，通过第一主机根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值，根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，从而解决了现有技术中通过轮流选择主机与存储设备间的各个链路传输数据，造成低性能链路上的负载过重，而高性能链路又不能充分发挥作用的问题，实现根据不同链路的能力为各个链路分配数据流量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于的一种网络架构图；

图2为本发明一实施例所提供的实现负载均衡的方法的流程图；

图3为本发明实施例基于的另一种网络架构图；

图4为本发明一实施例所提供的存储系统400的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例基于的一种网络架构图。但本发明还可以基于其他的网络架构，本发明实施例对此并不限制。

可以理解的是，图1所示网络架构仅为一种示例，本发明还可以基于其他的网络架构，网络架构中的存储设备的数量、主机的数量可能不同，本发明实施例对此并不限制。

图1所示组网中包括第一主机、交换机1、交换机2和存储设备，需要说明的是，本发明中涉及的主机包括虚拟主机VM，计算机主机(host)等，存储设备可以为网络连接式存储(NetworkAttachedStorage，简称NAS)设备，第一主机和存储设备可以分别配置有多个IP地址。本实施例中以第一主机配置有一个IP地址，存储设备配置有两个IP地址，存储设备中可以存储大量热点数据。第一主机经交换机1与存储设备存在一条通信链路，第一主机经交换机2与存储设备存在另一条通信链路，例如第一主机的IP地址为A，存储设备的两个IP地址分别为C和D，则A经交换机1可以与C建立通信链路，A经交换机2可以与D建立通信链路。第一主机与存储设备之间存在的两条通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，链路时延值包括第一主机与存储设备之间的链路时延值；其中，第一主机用于根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值；根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上。

基于图1示出的本发明实施例的网络架构图，通过第一主机根据第一主机与存储设备之间存在的各个通信链路的链路时延值，计算每个通信链路的权重值，并根据权重值将主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，解决了现有技术中通过轮流选择主机与存储设备间的各个链路传输数据造成低性能链路上的负载过重，而高性能链路又不能充分发挥作用的问题，实现主机与存储设备间的各个通信链路之间的负载均衡。

结合图1示出的存储系统的网络架构图，在此介绍基于图1组网下的实现负载均衡的方法的流程图。参照图2，图2为本发明一实施例所提供的实现负载均衡的方法的流程图。本实施例的方法适用于根据各个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值，并根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，从而实现各个通信链路之间的负载均衡的情况。本实施例的方法包括如下步骤：

S210、第一主机根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值。

每个主机维护一张链路信息表，第一主机与存储设备之间存在的通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，链路信息表中的每条通信链路的信息可以包含如下内容：源端的IP地址、目的端的IP地址、链路状态(正常或故障)、链路时延值(源端到目的端的链路时延值)，源端也即第一主机、目的端也即存储设备。第一主机可以根据链路信息表中的每个通信链路的链路时延值，计算第一主机与存储设备之间存在的通信链路的权重值，结合图1所示网络架构图，也即第一主机可以计算第一主机与存储设备之间存在的两条通信链路中的每个通信链路的权重值。通信链路的链路时延值越小，计算的该条通信链路的权重值越大，若某条通信链路时延值为无穷大时，计算的该条通信链路的权重值为0。

S220、第一主机根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上。

需要说明的是，由于链路时延值是链路性能的最终体现，链路时延值越大表明链路性能越差，本实施例通过根据链路时延值为第一主机与存储设备之间存在的各条通信链路分配的权重值，第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，从而实现根据链路的实际性能为链路分配业务，避免性能低的链路上的业务过重，而性能高的链路又未充分利用的问题。

具体的，第一主机根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值，根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上。

本实施例提供的实现负载均衡的方法，通过第一主机根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值，根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，从而解决了现有技术中通过轮流选择主机与存储设备间的各个链路传输数据，造成低性能链路上的负载过重，而高性能链路又不能充分发挥作用的问题，实现根据不同链路的能力为各个链路分配数据流量。

在上述图2所示实施例的基础上，进一步的，实现负载均衡的方法还可以包括：第一主机计算通信链路的链路时延值t。

进一步的，计算通信链路的链路时延值t可以通过如下方式实现：

第一主机向存储设备发送第一检测报文，第一主机发送第一检测报文的时刻为t₁；第一主机接收存储设备发送的第一检测报文的响应消息，第一主机接收第一检测报文的响应消息的时刻为t₄，第一检测报文的响应消息包含存储设备接收到第一检测报文的时刻t₂和存储设备发送第一检测报文的响应消息的时刻t₃；链路时延值

在此结合图3示出本发明实施例基于的另一种网络架构图，如图3所示，图3为本发明实施例基于的另一种网络架构图。图3所示组网中可以包括第一主机、第二主机、交换机1、交换机2和存储设备，需要说明的是，本实施例中以第一主机和第二主机分别配置有一个IP地址，存储设备配置有两个IP地址，第一主机经交换机1与存储设备存在第一条通信链路，第一主机经交换机2与存储设备存在第二条通信链路，第一主机经第二主机、交换机1与存储设备存在第三条通信链路，第一主机经第二主机、交换机2与存储设备存在第四条通信链路，第一主机可以根据这四条通信链路的链路时延值，计算四条通信链路中的每条通信链路的权重值，根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上。在图3所示的网络架构图中，链路时延值还包括第一主机与第二主机之间的链路时延值t’。

具体的，第一主机与第二主机之间的链路时延值t’可以通过如下方式实现：

第一主机向第二主机发送第二检测报文，第一主机发送第二检测报文的时刻为t₅；第一主机接收第二主机发送的第二检测报文的响应消息，第一主机接收第二检测报文的响应消息的时刻为t₈，第二检测报文的响应消息包含第二主机接收到第二检测报文的时刻t₆和第二主机发送第二检测报文的响应消息的时刻t₇； $t^{,}=\frac{(t_8-t_5)-(t_7-t_6)}{2}.$

需要说明的是，第一主机计算第一主机与存储设备之间的通信链路的链路时延值t之后，第一主机可以广播时延更新报文，时延更新报文包含计算的链路时延值t，同理，第二主机也可以计算第二主机与存储设备之间的通信链路的链路时延值并广播计算的第二主机与存储设备之间的通信链路的链路时延值，第一主机接收第二主机广播的第二主机与存储设备之间的通信链路的链路时延值，第一主机可以根据第一主机与第二主机之间的链路时延值t’以及接收的第二主机广播的第二主机与存储设备之间的通信链路的链路时延值之和，计算第一主机经第二主机与存储设备之间的通信链路的链路时延值。

需要说明的是，第一主机可以通过向第二主机以及存储设备分别发送心跳报文来检测第一主机与第二主机之间的链路状态是否正常，如果第一主机未接收到第二主机发送的心跳报文的响应报文，则第一主机将链路时延值t’更新为无穷大。如果第一主机未接收到存储设备发送的心跳报文的响应报文，则第一主机将链路时延值t更新为无穷大。

图4为本发明一实施例所提供的存储系统400的结构示意图。参照图4，该存储系统至少包括第一主机410和至少一个存储设备420，第一主机与存储设备之间存在至少两条通信链路，通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，链路时延值包括第一主机与存储设备之间的链路时延值。

第一主机410，用于根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值；根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上。

本实施例提供的存储系统，通过根据每个通信链路的链路时延值，计算通信链路的权重值，根据每个通信链路的权重值，将第一主机与存储设备之间传输的数据的流量分摊到每个通信链路上，从而解决了现有技术中通过轮流选择主机与存储设备间的各个链路传输数据，造成低性能链路上的负载过重，而高性能链路又不能充分发挥作用的问题，实现根据不同链路的能力为各个链路分配数据流量。

进一步的，第一主机410，还用于计算通信链路的链路时延值t。

进一步的，第一主机410，还用于向存储设备发送第一检测报文，第一主机发送第一检测报文的时刻为t₁；接收存储设备发送的第一检测报文的响应消息，第一主机接收第一检测报文的响应消息的时刻为t₄，第一检测报文的响应消息包含存储设备接收到第一检测报文的时刻t₂和存储设备发送第一检测报文的响应消息的时刻t₃；链路时延值

进一步的，存储系统还包括第二主机，链路时延值还包括第一主机与第二主机之间的链路时延值t’。

进一步的，第一主机410，还用于向第二主机发送第二检测报文，第一主机发送第二检测报文的时刻为t₅；接收第二主机发送的第二检测报文的响应消息，第一主机接收第二检测报文的响应消息的时刻为t₈，第二检测报文的响应消息包含第二主机接收到第二检测报文的时刻t₆和第二主机发送第二检测报文的响应消息的时刻t₇；

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种实现负载均衡的方法，其特征在于，所述方法应用于存储系统，所述存储系统至少包括第一主机和至少一个存储设备，所述第一主机与所述存储设备之间存在至少两条通信链路，所述通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，所述链路时延值包括所述第一主机与所述存储设备之间的链路时延值；所述方法包括：

所述第一主机根据每个通信链路的链路时延值，计算所述通信链路的权重值；

所述第一主机根据所述每个通信链路的权重值，将所述第一主机与所述存储设备之间传输的数据的流量分摊到所述每个通信链路上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：计算所述通信链路的链路时延值t。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一主机向所述存储设备发送第一检测报文，所述第一主机发送所述第一检测报文的时刻为t_1；

所述第一主机接收所述存储设备发送的所述第一检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第一检测报文的响应消息的时刻为t₄，所述第一检测报文的响应消息包含所述存储设备接收到所述第一检测报文的时刻t₂和所述存储设备发送所述第一检测报文的响应消息的时刻t₃；

所述链路时延值 $t=\frac{(t_4-t_1)-(t_3-t_2)}{2}.$

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述存储系统还包括第二主机，所述链路时延值还包括所述第一主机与所述第二主机之间的链路时延值t’。

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：

所述第一主机向所述第二主机发送第二检测报文，所述第一主机发送所述第二检测报文的时刻为t₅；

所述第一主机接收所述第二主机发送的所述第二检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第二检测报文的响应消息的时刻为t₈，所述第二检测报文的响应消息包含所述第二主机接收到所述第二检测报文的时刻t₆和所述第二主机发送所述第二检测报文的响应消息的时刻t₇；

所述 $t^{,}=\frac{(t_8-t_5)-(t_7-t_6)}{2}.$

6.一种存储系统，其特征在于，所述存储系统至少包括第一主机和至少一个存储设备，所述第一主机与所述存储设备之间存在至少两条通信链路，所述通信链路的链路时延值记录在链路信息表中，所述链路时延值包括所述第一主机与所述存储设备之间的链路时延值；

所述第一主机，用于根据每个通信链路的链路时延值，计算所述通信链路的权重值；根据所述每个通信链路的权重值，将所述第一主机与所述存储设备之间传输的数据的流量分摊到所述每个通信链路上。

7.根据权利要求6所述的存储系统，其特征在于，所述第一主机，还用于计算所述通信链路的链路时延值t。

8.根据权利要求7所述的存储系统，其特征在于，所述第一主机，还用于向所述存储设备发送第一检测报文，所述第一主机发送所述第一检测报文的时刻为t₁；接收所述存储设备发送的所述第一检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第一检测报文的响应消息的时刻为t₄，所述第一检测报文的响应消息包含所述存储设备接收到所述第一检测报文的时刻t₂和所述存储设备发送所述第一检测报文的响应消息的时刻t₃；所述链路时延值

9.根据权利要求6-8任一所述的存储系统，其特征在于，所述存储系统还包括第二主机，所述链路时延值还包括所述第一主机与所述第二主机之间的链路时延值t’。

10.根据权利要求9所述的存储系统，其特征在于，所述第一主机，还用于向所述第二主机发送第二检测报文，所述第一主机发送所述第二检测报文的时刻为t₅；接收所述第二主机发送的所述第二检测报文的响应消息，所述第一主机接收所述第二检测报文的响应消息的时刻为t₈，所述第二检测报文的响应消息包含所述第二主机接收到所述第二检测报文的时刻t₆和所述第二主机发送所述第二检测报文的响应消息的时刻t₇；所述