CN106998303A - 路由节点的负载均衡方法和负载均衡系统 - Google Patents

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毋涛
贾智宇
卢莹
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Abstract

本发明公开了一种路由节点的负载均衡方法和负载均衡系统，包括：步骤S1、获取路由节点的负载均衡信息；步骤S2、判断负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；若判断结果为负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，执行步骤S3；若判断结果为负载均衡信息满足预设的负载均衡评价函数，流程结束；步骤S3、获取路由节点的负载均衡调度请求；步骤S4、根据负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；步骤S5、根据负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度；执行完成步骤S5之后，执行步骤S1。本发明根据负载均衡评价算法对路由节点的数据转发进行评价和调度，优化各个路由节点的通畅度和利用度，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。

Description

路由节点的负载均衡方法和负载均衡系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种路由节点的负载均衡方法和负载均衡系统。
背景技术
随着软件定义网络(Software Defined Network，SDN)业务的快速增长，伴之产生的数据拥塞、流量失衡等问题日益突出。现有的数据转发交换系统主要采用紧耦合、半透明以及半静态的方式解决上述问题。然而，上述方式没有充分考虑软件定义网络数据转发导致的数据拥塞、流量失衡等方面的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种路由节点的负载均衡方法和负载均衡系统，至少部分解决现有的数据转发技术没有充分考虑软件定义网络数据转发导致的数据拥塞、流量失衡等方面的问题。
为此，本发明提供一种路由节点的负载均衡方法，包括：
步骤S1、获取路由节点的负载均衡信息；
步骤S2、判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；
若判断结果为所述负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，执行步骤S3；若判断结果为所述负载均衡信息满足预设的负载均衡评价函数，流程结束；
步骤S3、获取路由节点的负载均衡调度请求；
步骤S4、根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；
步骤S5、根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度；
执行完成步骤S5之后，执行步骤S1。
可选的，所述根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略的步骤包括：
根据所述负载均衡评价函数对所述负载均衡调度请求进行分级，以使所述负载均衡调度请求具有不同的优先等级；
所述根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度的步骤包括：
根据所述负载均衡调度请求对应的优先等级对路由节点的数据转发进行调度。
可选的，所述负载均衡信息包括路由节点之间的通畅度以及路由节点的利用度，所述判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数的步骤包括：
根据所述通畅度和所述利用度形成信息向量；
判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
可选的，所述负载均衡信息包括路由节点的顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源，所述判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数的步骤包括：
根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成信息向量；
判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
可选的，所述根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略的步骤包括：
根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成调整因子；
所述根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度的步骤包括：
根据所述调整因子对路由节点的数据转发进行调度。
本发明提供一种路由节点的负载均衡系统，包括：
第一获取单元，用于获取路由节点的负载均衡信息；
第一判断单元，用于判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；
第二获取单元，用于若判断结果为所述负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，获取路由节点的负载均衡调度请求；
第一形成单元，用于根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；
第一调度单元，用于根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度。
可选的，所述第一形成单元包括：
第一分级模块，用于根据所述负载均衡评价函数对所述负载均衡调度请求进行分级，以使所述负载均衡调度请求具有不同的优先等级；
所述第一调度单元包括：
第一调度模块，用于根据所述负载均衡调度请求对应的优先等级对路由节点的数据转发进行调度。
可选的，所述负载均衡信息包括路由节点之间的通畅度以及路由节点的利用度，所述第一判断单元包括：
第一形成模块，用于根据所述通畅度和所述利用度形成信息向量；
第一判断模块，用于判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
可选的，所述负载均衡信息包括路由节点的顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源，所述第一判断单元包括：
第二形成模块，用于根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成信息向量；
第二判断模块，用于判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
可选的，所述第一形成单元包括：
第三形成模块，用于根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成调整因子；
所述第一调度单元包括：
第二调度模块，用于根据所述调整因子对路由节点的数据转发进行调度。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的路由节点的负载均衡方法和负载均衡系统之中，所述路由节点的负载均衡方法包括：步骤S1、获取路由节点的负载均衡信息；步骤S2、判断负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；若判断结果为负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，执行步骤S3；若判断结果为负载均衡信息满足预设的负载均衡评价函数，流程结束；步骤S3、获取路由节点的负载均衡调度请求；步骤S4、根据负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；步骤S5、根据负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度；执行完成步骤S5之后，执行步骤S1。本发明提供的技术方案根据负载均衡评价算法对路由节点的数据转发进行评价和调度，负载均衡评价算法实时地主动或被动获取各个路由节点的数据转发的负载均衡信息，判断上述负载均衡信息是否满足预设条件，根据判断结果对路由节点的数据转发进行规划和调度，从而能够明显优化各个路由节点的通畅度、利用度以及成本权重，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种路由节点的负载均衡方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种路由节点的负载均衡系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的路由节点的负载均衡方法和负载均衡系统进行详细描述。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种路由节点的负载均衡方法的流程图。如图1所示，所述路由节点的负载均衡方法包括：
步骤S1、获取路由节点的负载均衡信息。
步骤S2、判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数。
本实施例中，所述负载均衡信息包括路由节点之间的通畅度以及路由节点的利用度，所述判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数的步骤包括：根据所述通畅度和所述利用度形成信息向量；判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
本实施例提供的数据转发负载均衡采用分布式结构，实现了网络控制功能集中、网元功能虚拟化以及支持网络能力开放的功能。本实施例的数据转发负载均衡功能主要通过Overlay网络实现，具有如下优点：本实施例基于灵活的Overlay隧道技术创建虚拟网络。Overlay技术是一种网络架构叠加的虚拟化技术，在现有的物理网络之上构建一个虚拟网络，上层应用只与虚拟网络相关；本实施例对数据转发策略具有灵活的规划调配技术。本实施例获取负载均衡调度请求的信息，根据多目标优化、博弈论、图论、工程统计学等理论进行实时规划调度；本实施例将数据转发与数据控制分离，再进行网络自动化部署。
本实施例中，各路由节点的负载均衡信息主要包含：各路由节点之间的通畅度和路由节点的利用度。本实施例对各路由节点的负载均衡信息进行判断，对需要规划调度的数据转发负载均衡请求进行负载均衡，使得各个数据转发负载均衡请求具有不同的优先等级。本实施例提供的技术方案根据负载均衡评价算法对路由节点的数据转发进行评价和调度，负载均衡评价算法实时地主动或被动获取各个路由节点的数据转发的负载均衡信息，判断上述负载均衡信息是否满足预设条件，根据判断结果对路由节点的数据转发进行规划和调度，从而能够明显优化各个路由节点的通畅度、利用度以及成本权重，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。
若判断结果为所述负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，执行步骤S3；若判断结果为所述负载均衡信息满足预设的负载均衡评价函数，流程结束。
步骤S3、获取路由节点的负载均衡调度请求。
步骤S4、根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略。
步骤S5、根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度。
执行完成步骤S5之后，执行步骤S1。
本实施例中，所述根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略的步骤包括：根据所述负载均衡评价函数对所述负载均衡调度请求进行分级，以使所述负载均衡调度请求具有不同的优先等级；所述根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度的步骤包括：根据所述负载均衡调度请求对应的优先等级对路由节点的数据转发进行调度。
当负载均衡调度请求到达负载均衡评价函数后，该负载均衡调度请求以负载均衡评价函数最优的调度方案形成相应的路由节点负载均衡方案，再根据上述负载均衡方案运行处理。上述负载均衡评价函数根据博弈论、图论、工程统计学等理论形成，具有数据流畅和流量均衡的优势。
本实施例中，所述负载均衡信息包括路由节点的顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源，所述判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数的步骤包括：根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成信息向量；判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
优选的，所述根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略的步骤包括：根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成调整因子；所述根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度的步骤包括：根据所述调整因子对路由节点的数据转发进行调度。
本实施例提供的负载均衡评价函数可以表示如下：
对上述负载均衡评价函数进行优化，可以获得如下函数：
本实施例中，式(1-1)之中的Lij k为包含路由节点之间的通畅度和路由节点的利用度两方面的信息向量，即为式(1-1)、(1-2)和(1-3)之中的xij k为该路由节点是否负担转发流量的定义值，式(1-2)中的和分别为路由节点xij k基于优先等级的路由节点之间的通畅度和路由节点的利用度。其中，θ和τ分别为路由节点之间的通畅度和路由节点的利用度的调整因子。式(1-1)至式(1-6)之中的k表示第k次迭代，k必须满足k≤d的条件。
本实施例中，式(1-4)和(1-5)之中的PSij k、PFij k、CUij k和CFij k分别为该路由节点的顺畅流量、全部流量、已转发资源和全部转发资源，μ、ν、ξ、ψ均为调整因子。式(1-6)和(1-7)之中为第k+1次迭代的信息向量，σ为调整因子，PGK和CGK分别为第k次迭代之中的前k次迭代(含本次)的最优信息向量。当负载均衡信息不满足负载均衡评价函数时，对路由节点的数据转发进行规划和调度，从而能够明显优化各个路由节点的通畅度、利用度以及成本权重，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。
本实施例提供的路由节点的负载均衡方法之中，所述路由节点的负载均衡方法包括：步骤S1、获取路由节点的负载均衡信息；步骤S2、判断负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；若判断结果为负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，执行步骤S3；若判断结果为负载均衡信息满足预设的负载均衡评价函数，流程结束；步骤S3、获取路由节点的负载均衡调度请求；步骤S4、根据负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；步骤S5、根据负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度；执行完成步骤S5之后，执行步骤S1。本实施例提供的技术方案根据负载均衡评价算法对路由节点的数据转发进行评价和调度，负载均衡评价算法实时地主动或被动获取各个路由节点的数据转发的负载均衡信息，判断上述负载均衡信息是否满足预设条件，根据判断结果对路由节点的数据转发进行规划和调度，从而能够明显优化各个路由节点的通畅度、利用度以及成本权重，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种路由节点的负载均衡系统的结构示意图。如图2所示，所述路由节点的负载均衡系统包括第一获取单元101、第一判断单元102、第二获取单元103、第一形成单元104以及第一调度单元105。第一获取单元101获取路由节点的负载均衡信息，第一判断单元102判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数，第二获取单元103若判断结果为所述负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，获取路由节点的负载均衡调度请求，第一形成单元104根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略，第一调度单元105根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度。本实施例提供的技术方案根据负载均衡评价算法对路由节点的数据转发进行评价和调度，负载均衡评价算法实时地主动或被动获取各个路由节点的数据转发的负载均衡信息，判断上述负载均衡信息是否满足预设条件，根据判断结果对路由节点的数据转发进行规划和调度，从而能够明显优化各个路由节点的通畅度、利用度以及成本权重，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。
本实施例中，所述负载均衡信息包括路由节点之间的通畅度以及路由节点的利用度，所述第一判断单元102包括第一形成模块和第一判断模块，第一形成模块根据所述通畅度和所述利用度形成信息向量，第一判断模块判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
本实施例提供的数据转发负载均衡采用分布式结构，实现了网络控制功能集中、网元功能虚拟化以及支持网络能力开放的功能。本实施例的数据转发负载均衡功能主要通过Overlay网络实现，具有如下优点：本实施例基于灵活的Overlay隧道技术创建虚拟网络。Overlay技术是一种网络架构叠加的虚拟化技术，在现有的物理网络之上构建一个虚拟网络，上层应用只与虚拟网络相关；本实施例对数据转发策略具有灵活的规划调配技术。本实施例获取负载均衡调度请求的信息，根据多目标优化、博弈论、图论、工程统计学等理论进行实时规划调度；本实施例将数据转发与数据控制分离，再进行网络自动化部署。
本实施例中，所述第一形成单元104包括第一分级模块，所述第一分级模块根据所述负载均衡评价函数对所述负载均衡调度请求进行分级，以使所述负载均衡调度请求具有不同的优先等级；所述第一调度单元包括第一调度模块，第一调度模块根据所述负载均衡调度请求对应的优先等级对路由节点的数据转发进行调度。
本实施例中，各路由节点的负载均衡信息主要包含：各路由节点之间的通畅度和路由节点的利用度。本实施例对各路由节点的负载均衡信息进行判断，对需要规划调度的数据转发负载均衡请求进行负载均衡，使得各个数据转发负载均衡请求具有不同的优先等级。本实施例提供的技术方案根据负载均衡评价算法对路由节点的数据转发进行评价和调度，负载均衡评价算法实时地主动或被动获取各个路由节点的数据转发的负载均衡信息，判断上述负载均衡信息是否满足预设条件，根据判断结果对路由节点的数据转发进行规划和调度，从而能够明显优化各个路由节点的通畅度、利用度以及成本权重，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。
本实施例中，所述负载均衡信息包括路由节点的顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源，所述第一判断单元包括第二形成模块和第二判断模块，第二形成模块根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成信息向量；第二判断模块判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。优选的，所述第一形成单元包括第三形成模块，第三形成模块根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成调整因子；所述第一调度单元包括第二调度模块，第二调度模块根据所述调整因子对路由节点的数据转发进行调度。
当负载均衡调度请求到达负载均衡评价函数后，该负载均衡调度请求以负载均衡评价函数最优的调度方案形成相应的路由节点负载均衡方案，再根据上述负载均衡方案运行处理。上述负载均衡评价函数根据博弈论、图论、工程统计学等理论形成，具有数据流畅和流量均衡的优势。
本实施例提供的路由节点的负载均衡系统之中，所述路由节点的负载均衡方法包括：步骤S1、获取路由节点的负载均衡信息；步骤S2、判断负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；若判断结果为负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，执行步骤S3；若判断结果为负载均衡信息满足预设的负载均衡评价函数，流程结束；步骤S3、获取路由节点的负载均衡调度请求；步骤S4、根据负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；步骤S5、根据负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度；执行完成步骤S5之后，执行步骤S1。本实施例提供的技术方案根据负载均衡评价算法对路由节点的数据转发进行评价和调度，负载均衡评价算法实时地主动或被动获取各个路由节点的数据转发的负载均衡信息，判断上述负载均衡信息是否满足预设条件，根据判断结果对路由节点的数据转发进行规划和调度，从而能够明显优化各个路由节点的通畅度、利用度以及成本权重，最终实现数据流畅以及流量均衡的数据转发。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种路由节点的负载均衡方法，其特征在于，包括：
步骤S1、获取路由节点的负载均衡信息；
步骤S2、判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；
若判断结果为所述负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，执行步骤S3；若判断结果为所述负载均衡信息满足预设的负载均衡评价函数，流程结束；
步骤S3、获取路由节点的负载均衡调度请求；
步骤S4、根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；
步骤S5、根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度；
执行完成步骤S5之后，执行步骤S1。
2.根据权利要求1所述的路由节点的负载均衡方法，其特征在于，所述根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略的步骤包括：
根据所述负载均衡评价函数对所述负载均衡调度请求进行分级，以使所述负载均衡调度请求具有不同的优先等级；
所述根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度的步骤包括：
根据所述负载均衡调度请求对应的优先等级对路由节点的数据转发进行调度。
3.根据权利要求1所述的路由节点的负载均衡方法，其特征在于，所述负载均衡信息包括路由节点之间的通畅度以及路由节点的利用度，所述判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数的步骤包括：
根据所述通畅度和所述利用度形成信息向量；
判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
4.根据权利要求1所述的路由节点的负载均衡方法，其特征在于，所述负载均衡信息包括路由节点的顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源，所述判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数的步骤包括：
根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成信息向量；
判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
5.根据权利要求4所述的路由节点的负载均衡方法，其特征在于，所述根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略的步骤包括：
根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成调整因子；
所述根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度的步骤包括：
根据所述调整因子对路由节点的数据转发进行调度。
6.一种路由节点的负载均衡系统，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取路由节点的负载均衡信息；
第一判断单元，用于判断所述负载均衡信息是否满足预设的负载均衡评价函数；
第二获取单元，用于若判断结果为所述负载均衡信息不满足预设的负载均衡评价函数，获取路由节点的负载均衡调度请求；
第一形成单元，用于根据所述负载均衡调度请求形成负载均衡调度策略；
第一调度单元，用于根据所述负载均衡调度策略对路由节点的数据转发进行调度。
7.根据权利要求6所述的路由节点的负载均衡系统，其特征在于，所述第一形成单元包括：
第一分级模块，用于根据所述负载均衡评价函数对所述负载均衡调度请求进行分级，以使所述负载均衡调度请求具有不同的优先等级；
所述第一调度单元包括：
第一调度模块，用于根据所述负载均衡调度请求对应的优先等级对路由节点的数据转发进行调度。
8.根据权利要求6所述的路由节点的负载均衡系统，其特征在于，所述负载均衡信息包括路由节点之间的通畅度以及路由节点的利用度，所述第一判断单元包括：
第一形成模块，用于根据所述通畅度和所述利用度形成信息向量；
第一判断模块，用于判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
9.根据权利要求6所述的路由节点的负载均衡系统，其特征在于，所述负载均衡信息包括路由节点的顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源，所述第一判断单元包括：
第二形成模块，用于根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成信息向量；
第二判断模块，用于判断所述信息向量是否满足预设的负载均衡评价函数。
10.根据权利要求9所述的路由节点的负载均衡系统，其特征在于，所述第一形成单元包括：
第三形成模块，用于根据所述顺畅流量、全部流量、已转发资源以及全部转发资源形成调整因子；
所述第一调度单元包括：
第二调度模块，用于根据所述调整因子对路由节点的数据转发进行调度。
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