CN106330610A - 一种负载均衡处理系统及方法 - Google Patents

一种负载均衡处理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种负载均衡处理系统及方法，包括：PowerDNS服务器，用于接收客户端发送的请求，并将请求发送至SmartLoadBalance模块，并将SmartLoadBalance模块返回的负载均衡处理结果发送至客户端；SmartInfoAgent模块，用于统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将每个物理节点的连接状态信息发送至SmartLoadBalance模块；SmartLoadBalance模块，用于解析请求中的策略信息，根据策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果；可见，在本方案能提供多种负载策略，增加处理速度，减少客户访问延时。

Description

一种负载均衡处理系统及方法
技术领域
本发明涉及负载均衡技术领域，更具体地说，涉及一种负载均衡处理系统及方法。
背景技术
随着网站的访问量不断地增加，当请求数增加时，服务器的响应延时也会随之不断增加。虽然可以增加RAM、升级处理器、使用更快的驱动器及总线等更换设备的方法解决问题。但是，其实网站的服务器集群并没有完全发挥出自己的性能，有些节点访问量而导致整个集群速度都变慢，最终使客户访问延时变长。这时将某些节点的压力平均分配到集群中所有的节点，会降低延迟，客户的访问性能就会提升。DNS负载均衡是一个不错的选择，但是传统的DNS负载均衡只会简单的轮询模式，远远达不到需求。
因此，如何提供不同的负载均衡策略，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负载均衡处理系统及方法，以实现提供不同的负载均衡策略。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种负载均衡处理系统，包括：
PowerDNS服务器，用于接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块，并将所述SmartLoadBalance模块返回的负载均衡处理结果发送至所述客户端；
SmartInfoAgent模块，用于统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块；
所述SmartLoadBalance模块，用于解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果；其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者。
其中，所述PowerDNS服务器内置pacemaker管理器。
其中，所述SmartInfoAgent模块，包括：
信息收集单元，用于接收当前所有物理节点的连接状态信息，并从所述所有物理节点的连接状态信息中过滤出每个物理节点的连接状态信息；所述每个物理节点的连接状态信息包括每个物理节点下的每个虚拟ip的连接总数。
其中，所述SmartInfoAgent模块通过SNMP的Trap方式将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块。
其中，所述SmartLoadBalance模块包括：
第一处理单元，用于当所述请求的策略信息为轮询负载均衡策略时，对所有物理节点的ip进行轮询，选出第一目标物理节点，并将所述第一目标物理节点的虚拟ip轮询，选出第一目标虚拟ip，将所述第一目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
其中，所述SmartLoadBalance模块包括：
第二处理单元，用于当所述请求的策略信息为连接数负载均衡策略时，根据所述当前每个物理节点的连接状态信息中确定连接数最少的物理节点ip，选出第二目标物理节点，并将所述第二目标物理节点的虚拟ip轮询，选出一个第二目标虚拟ip，将所述第二目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
一种负载均衡处理方法，包括：
PowerDNS服务器接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块；
SmartInfoAgent模块统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块；
所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，并通过所述SmartLoadBalance模块将所述负载均衡处理结果发送至所述客户端；其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者。
其中，所述SmartInfoAgent模块统计当前每个物理节点的连接状态信息，包括：
接收当前所有物理节点的连接状态信息，并从所述所有物理节点的连接状态信息中过滤出每个物理节点的连接状态信息；所述每个物理节点的连接状态信息包括每个物理节点下的每个虚拟ip的连接总数。
其中，所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，包括：
当所述请求的策略信息为轮询负载均衡策略时，对所有物理节点的ip进行轮询，选出第一目标物理节点，并将所述第一目标物理节点的虚拟ip轮询，选出第一目标虚拟ip，将所述第一目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
其中，所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，包括：
当所述请求的策略信息为连接数负载均衡策略时，根据所述当前每个物理节点的连接状态信息中确定连接数最少的物理节点ip，选出第二目标物理节点，并将所述第二目标物理节点的虚拟ip轮询，选出一个第二目标虚拟ip，将所述第二目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种负载均衡处理系统及方法，包括：PowerDNS服务器，用于接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块，并将所述SmartLoadBalance模块返回的负载均衡处理结果发送至所述客户端；SmartInfoAgent模块，用于统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块；所述SmartLoadBalance模块，用于解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果；其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者；可见，在本实施例中，能提供多种负载策略，增加处理速度，减少客户访问延时。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例公开的一种负载均衡处理系统结构示意图；
图2为本发明实施例公开的负载均衡处理过程示意图；
图3为本发明实施例公开的一种负载均衡处理方法流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本发明实施例公开了一种负载均衡处理系统及方法，以实现提供不同的负载均衡策略。
参见图1，本发明实施例提供的一种负载均衡处理系统，包括：
PowerDNS服务器100，用于接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块200，并将所述SmartLoadBalance模块200返回的负载均衡处理结果发送至所述客户端；
其中，所述PowerDNS服务器内置pacemaker管理器。
具体的，在本实施例中利用PowerDNS软件的pipe模式实现负载均衡的，pipe后端全部由自己实现，各个功能之间模块化，互不干扰。处理流程如下，如图2所示：
1、Client向PowerDNS域名服务发送请求；
2、PowerDNS域名服务接收到请求，将请求转到pipe后端的SmartLoadBalance；
3、SmartLoad端根据配置的负载均衡策略进行负载均衡，解析域名为ip，将ip返回给PowerDNS域名服务；
4、PowerDNS域名服务将ip返回给客户端；
5、客户端按照返回的ip进行登录。
具体的，在本实施例中考虑PowerDNS的高可用性，采用pacemaker+ctdb软件做高可用，将PowerDNS服务配置为pacemaker的一个资源，如果PowerDNS服务运行的节点down掉，那么pacemaker会在其他两个节点其中一个上启动PowerDNS，当然在这时我们需要将PowerDNS服务绑定一个虚拟ip，该ip就是域名服务器的ip，同时在集群所有节点上的PowerDNS配置应该是一致的，保证down机，在别的节点重启PowerDNS服务时没有变化。Ctdb软甲可以虚拟出业务ip，对客户端提供，当节点down掉后，会将在该节点的虚拟ip漂移到可用节点，保证服务的可用性。
具体的，关于本实施例中的PowerDNS，包括：
1、安装：如果能连接上网直接安装，则：
1)启用EPEL仓库，yum install epel-release.noarch
2)安装pdns，yum install pdns pdns-backend-pipe
如果不能上网，可以在pdns官网下载软件，用rpm命令安装。
2、配置
在powerdns的配置文件中，配置pipe模式，包括：
#vi/etc/pdns/pdns.conf
launch＝pipe#此处设置为pipe模式
pipe-command＝filename #filename指的是一种socket文件，该socket文件用来实现负载均衡，返回固定格式的数据，这个需要我们实现负载均衡编码之后，编译之后的文件。
SmartInfoAgent模块300，用于统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块200；
其中，所述SmartInfoAgent模块，包括：
信息收集单元，用于接收当前所有物理节点的连接状态信息，并从所述所有物理节点的连接状态信息中过滤出每个物理节点的连接状态信息；所述每个物理节点的连接状态信息包括每个物理节点下的每个虚拟ip的连接总数。
其中，所述SmartInfoAgent模块通过SNMP的Trap方式将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块。
具体的，关于本实施例中的SmartInfoAgent模块，包括：
1、SmartInfoCollect
1.1配置
加载nf_conntrack和nf_conntrack_ipv4(如果是ipv6，加载ipv6模块；如果是ipv4，则加载ipv4模块)，执行一下命令：
#modprobe nf_conntrack
#modprobe nf_conntrack_ipv4
1.2、信息收集
加载模块后，在/proc/net/nf_conntrack文件中统计了当前所有的连接状态信息，所包含的信息有IP类型、协议类型、连接剩余时间、源IP、目的IP，源端口、目的端口、连接状态等。从中过滤出目的IP是本节点的虚拟IP和指定的目的端口的连接，从而得到本节点下的每个虚拟IP的连接数总和。
2、SmartInfoSend
此模块主要是将收集的信息发送到SmartLoadBalance端。在这里我们运用SNMP的Trap方式将信息发送出去。
snmp_sess_init(&session)；//初始化会话
session.version＝SNMP_VERSION_2c；//版本
session.peername＝peername；//接收端ip(这里的ip也就是前面提到的虚拟
的域名ip)以及端口号
session.community＝(unsigned char*)comm；//通讯密钥
session.community_len＝strlen(comm)；
ss＝snmp_open(&session)；
pdu＝snmp_pdu_create(SNMP_MSG_TRAP2)；//创建Trap的PDU
snmp_add_var(pdu,objid_sysuptime,sizeof(objid_sysuptime)/sizeof(oid),'t',sys
timebuf)；//填充PDU包信息，这里是信息系统时间......//可以在这里填充负载信息
所述SmartLoadBalance模块200，用于解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果；其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者。
其中，所述SmartLoadBalance模块包括：
第一处理单元，用于当所述请求的策略信息为轮询负载均衡策略时，对所有物理节点的ip进行轮询，选出第一目标物理节点，并将所述第一目标物理节点的虚拟ip轮询，选出第一目标虚拟ip，将所述第一目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
其中，所述SmartLoadBalance模块包括：
第二处理单元，用于当所述请求的策略信息为连接数负载均衡策略时，根据所述当前每个物理节点的连接状态信息中确定连接数最少的物理节点ip，选出第二目标物理节点，并将所述第二目标物理节点的虚拟ip轮询，选出一个第二目标虚拟ip，将所述第二目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
具体的，关于本实施例中的SmartLoadBalance模块，包括：
1、SmartInfoManager
此处是接收从SmartInfoSend模块发送过来的信息。该模块会实时监控指定的端口号(和SmartInfoSend模块中peername中指定的端口号是相同的)，接受来自集群各个节点的信息。
snmp_sess_init(session)；//初始化会话
session->peername＝SNMP_DEFAULT_PEERNAME；/*Original code had NULLhere*/
session->version＝SNMP_DEFAULT_VERSION；
session->community_len＝SNMP_DEFAULT_COMMUNITY_LEN；
session->callback＝snmp_input；//回调函数，处理接收到的信息
在回调函数snmp_input中处理接收到的信息，接收到的信息是存在snmp_variable_list结构体中。
2、轮询
轮询模块主要是对输入数据进行轮询处理，输出轮询结果。此处只需要数据的个数和当前轮询的位置，按照轮询算法进行轮询处理，返回客户端下次需要访问的ip。
3、配置管理
该模块是对域名访问的策略(轮询或连接数)、SNMP端口、DNS的四个时间信息(refresh、retry、expiry和ttl)、serial版本号、虚拟ip的管理。配置文件是用xml格式，因为xml格式的文件扩展性很好，利用libxml软件库实现对xml文件的管理。
4、SmartControl
该模块是接收PowerDNS服务发送的域名，并对域名请求进行解析。首先，当请求发送过来时，读取配置文件中的策略，如果是轮询策略，则首先对物理节点的ip进行轮询，选出一个物理节点，然后再将该物理节点的虚拟ip轮询，选出一个虚拟ip，将该虚拟ip返回给PowerDNS服务；如果是连接数策略，则首先将SmartInfoManager模块处理的连接数信息中选出连接数最少的物理ip，然后再将该物理节点的虚拟ip轮询，选出一个虚拟ip，将该虚拟ip返回给PowerDNS服务。
下面对本发明实施例提供的负载均衡处理方法进行介绍，下文描述的负载均衡处理方法与上文描述的负载均衡处理系统可以相互参照。
参见图3，本发明实施例提供的一种负载均衡处理方法，包括：
S101、PowerDNS服务器接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块；
S102、SmartInfoAgent模块统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块；
S103、所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，并通过所述SmartLoadBalance模块将所述负载均衡处理结果发送至所述客户端；
其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者。
基于上述技术方案，所述SmartInfoAgent模块统计当前每个物理节点的连接状态信息，包括：
接收当前所有物理节点的连接状态信息，并从所述所有物理节点的连接状态信息中过滤出每个物理节点的连接状态信息；所述每个物理节点的连接状态信息包括每个物理节点下的每个虚拟ip的连接总数。
基于上述技术方案，所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，包括：
当所述请求的策略信息为轮询负载均衡策略时，对所有物理节点的ip进行轮询，选出第一目标物理节点，并将所述第一目标物理节点的虚拟ip轮询，选出第一目标虚拟ip，将所述第一目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
基于上述技术方案，所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，包括：
当所述请求的策略信息为连接数负载均衡策略时，根据所述当前每个物理节点的连接状态信息中确定连接数最少的物理节点ip，选出第二目标物理节点，并将所述第二目标物理节点的虚拟ip轮询，选出一个第二目标虚拟ip，将所述第二目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
本发明实施例提供的一种负载均衡处理系统及方法，包括：PowerDNS服务器，用于接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块，并将所述SmartLoadBalance模块返回的负载均衡处理结果发送至所述客户端；SmartInfoAgent模块，用于统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块；所述SmartLoadBalance模块，用于解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果；其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者；可见，在本实施例中，能提供多种负载策略，增加处理速度，减少客户访问延时。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种负载均衡处理系统，其特征在于，包括：
PowerDNS服务器，用于接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块，并将所述SmartLoadBalance模块返回的负载均衡处理结果发送至所述客户端；
SmartInfoAgent模块，用于统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块；
所述SmartLoadBalance模块，用于解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果；其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者。
2.根据权利要求1所述的负载均衡处理系统，其特征在于，所述PowerDNS服务器内置pacemaker管理器。
3.根据权利要求2所述的负载均衡处理系统，其特征在于，所述SmartInfoAgent模块，包括：
信息收集单元，用于接收当前所有物理节点的连接状态信息，并从所述所有物理节点的连接状态信息中过滤出每个物理节点的连接状态信息；所述每个物理节点的连接状态信息包括每个物理节点下的每个虚拟ip的连接总数。
4.根据权利要求3所述的负载均衡处理系统，其特征在于，所述SmartInfoAgent模块通过SNMP的Trap方式将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的负载均衡处理系统，其特征在于，所述SmartLoadBalance模块包括：
第一处理单元，用于当所述请求的策略信息为轮询负载均衡策略时，对所有物理节点的ip进行轮询，选出第一目标物理节点，并将所述第一目标物理节点的虚拟ip轮询，选出第一目标虚拟ip，将所述第一目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的负载均衡处理系统，其特征在于，所述SmartLoadBalance模块包括：
第二处理单元，用于当所述请求的策略信息为连接数负载均衡策略时，根据所述当前每个物理节点的连接状态信息中确定连接数最少的物理节点ip，选出第二目标物理节点，并将所述第二目标物理节点的虚拟ip轮询，选出一个第二目标虚拟ip，将所述第二目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
7.一种负载均衡处理方法，其特征在于，包括：
PowerDNS服务器接收客户端发送的请求，并将所述请求发送至SmartLoadBalance模块；
SmartInfoAgent模块统计当前每个物理节点的连接状态信息，并将所述每个物理节点的连接状态信息发送至所述SmartLoadBalance模块；
所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，并通过所述SmartLoadBalance模块将所述负载均衡处理结果发送至所述客户端；其中，所述请求中的策略信息包括：轮询负载均衡策略、连接数负载均衡策略、流量负载均衡策略和内存负载均衡策略中的任意一者。
8.根据权利要求7所述的负载均衡处理方法，其特征在于，所述SmartInfoAgent模块统计当前每个物理节点的连接状态信息，包括：
接收当前所有物理节点的连接状态信息，并从所述所有物理节点的连接状态信息中过滤出每个物理节点的连接状态信息；所述每个物理节点的连接状态信息包括每个物理节点下的每个虚拟ip的连接总数。
9.根据权利要求8所述的负载均衡处理方法，其特征在于，所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，包括：
当所述请求的策略信息为轮询负载均衡策略时，对所有物理节点的ip进行轮询，选出第一目标物理节点，并将所述第一目标物理节点的虚拟ip轮询，选出第一目标虚拟ip，将所述第一目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
10.根据权利要求8所述的负载均衡处理方法，其特征在于，所述SmartLoadBalance模块解析所述请求中的策略信息，根据所述策略信息和当前每个物理节点的连接状态信息确定与所述请求对应的负载均衡处理结果，包括：
当所述请求的策略信息为连接数负载均衡策略时，根据所述当前每个物理节点的连接状态信息中确定连接数最少的物理节点ip，选出第二目标物理节点，并将所述第二目标物理节点的虚拟ip轮询，选出一个第二目标虚拟ip，将所述第二目标虚拟ip作为所述负载均衡处理结果返回至所述PowerDNS服务。
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