CN107124472A - 负载均衡方法及装置、计算机可读存储介质 - Google Patents

负载均衡方法及装置、计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种负载均衡方法及装置、计算机可读存储介质，该方法可以包括：获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况；根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重；根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。通过本申请的技术方案，可以实现根据服务器的性能情况对业务请求进行动态调度，以使得业务请求被分配至性能情况良好的服务器，提高了对业务请求的处理效率；同时，提高了服务器的性能利用率。

Description

负载均衡方法及装置、计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及通讯技术领域，尤其涉及一种负载均衡方法及装置、计算机可读存储介质。
背景技术
负载均衡设备广泛应用于各大服务器集群中，通过将业务请求按照预设算法分配至相应的服务器，以使得业务请求尽可能均衡地分配至各台服务器中。
在相关技术中，负载均衡设备根据服务器的处理能力的不同，按照静态调度算法(比如加权轮询算法)向每台服务器分配不同的静态负载权重，使其能够接受相应负载权重的业务请求。
然而，由于负载均衡设备向服务器分配的负载权重为静态，导致不能根据当前服务器集群中各台服务器的性能情况对业务请求进行动态调度。比如，即便某一台服务器的处理能力很强(对应的负载权重较大)，但是该服务器当前处理的业务请求较多(即占用了大量的处理资源)，此时若继续按照相应的负载权重向该服务器分配业务请求，则将导致该服务器进程挂死、业务异常中断甚至宕机等问题，从而进一步影响其他服务器，最终导致服务器集群瘫痪。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种负载均衡方法及装置、计算机可读存储介质，可以根据当前服务器集群中各台服务器的性能情况对业务请求进行动态调度。
为实现上述目的，本申请提供技术方案如下：
根据本申请的第一方面，提出了一种负载均衡方法，应用于负载均衡设备；所述方法包括：
获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况；
根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重；
根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
根据本申请的第二方面，提出了一种负载均衡装置，应用于负载均衡设备；所述装置包括：
获取单元，获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况；
调整单元，根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重；
分配单元，根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
根据本申请的第三方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述技术方案中任一项所述方法的步骤。
由以上技术方案可见，本申请通过在接收到业务请求时，根据服务器集群中服务器的性能情况对服务器的负载权重进行动态调整，并按照调整后的负载权重对业务请求进行分配，可以实现根据服务器的性能情况对业务请求进行动态调度，以使得业务请求被分配至性能情况良好的服务器，提高了对业务请求的处理效率；同时，提高了服务器的性能利用率。
附图说明
图1是负载均衡设备分配业务请求的示意图。
图2是本申请一示例性实施例示出的一种负载均衡方法的流程图。
图3是本申请一示例性实施例示出的另一种负载均衡方法的流程图。
图4是本申请一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
图5是本申请一示例性实施例示出的一种负载均衡装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1是负载均衡设备分配业务请求的示意图。如图1所示，客户端向负载均衡设备发送业务请求，负载均衡设备接收到业务请求后，按照服务器集群中各台服务器的负载权重分配业务请求。在相关技术中，服务器集群中各台服务器的负载权重为静态不变的。比如，假定图1中服务器集群中的服务器1-4的负载权重为1：2：2：4，则负载均衡设备始终按照1：2：2：4的负载权重分配业务请求。
然而，由于负载均衡设备向服务器分配的负载权重为静态不变的，导致不能根据当前服务器集群中各台服务器的性能情况对业务请求进行动态调度。比如，即便某一台服务器的处理能力很强(对应的负载权重较大)，但是该服务器当前处理的业务请求较多(即占用了大量的处理资源)，此时若继续按照相应的负载权重向该服务器分配业务请求，则将导致该服务器进程挂死、业务异常中断甚至宕机等问题，从而进一步影响其他服务器，最终导致服务器集群瘫痪。
因此，本申请通过改进负载均衡设备分配业务请求的方式，以解决上述相关技术中存在的不足。下面结合实施例对本申请的技术方案进行说明。
图2是本申请一示例性实施例示出的一种负载均衡方法的流程图。如图2所示，该方法应用于负载均衡设备；可以包括以下步骤：
步骤202，获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况。
在本实施例中，可以通过SNMP获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况。对于任一服务器的性能情况，可以通过性能情况指数V来衡量。具体的，可以先获取服务器集群中至少一台服务器的CPU使用率U1和内存使用率U2，再通过下述公式获取相应的服务器的性能情况：
V＝(W1×U1+W2×U2)/(W1+W2)；
其中，W1表示CPU使用率U1的预设比例参数；
W2表示内存使用率U2的预设比例参数；
V表示性能情况指数。
步骤204，根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重。
在本实施例中，基于上述利用性能情况指数来衡量性能情况的机制，可以通过以下方式调整服务器的负载权重：
计算性能情况指数的平均值并分别统计性能情况指数大于所述平均值的服务器的数量n1；以及性能情况指数小于所述平均值的服务器的数量n2，再通过以下公式对服务器的负载权重进行调整：
针对性能情况指数大于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb-△W；
针对性能情况指数小于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb+(n1×△W)/n2；
其中，Wa表示调整后的负载权重；
Wb表示调整前的负载权重；
△W表示预设负载权重差值。
其中，△W可以根据实际网络环境来灵活调整，本申请并不对此进行限制。比如，可以通过实验测试一定范围内△W的取值，再选取其中对应于调整效果最佳的数值(比如可以选取根据该数值调整后的负载权重使得分配的业务请求最合理均衡的数值)作为△W的最终取值。
步骤206，根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
在本实施例中，根据调整后的负载权重，可以采用加权轮询算法分配所述业务请求。
在本实施例中，当业务请求的数量较大时，若每接收到业务请求就执行调整权重负载权重的操作，则会占用负载均衡设备大量的处理资源，影响负载均衡设备的性能，从而降低了处理业务请求的效率；同时，短时间内服务器的性能情况不会发生较大变化，即在一段时间内根据上述方式计算的性能情况参数性能情况指数可以较好地反映出服务器的性能情况。因此，可以按照预设周期执行调整服务器的权重负载权重的操作；其中，若处于所述预设周期内，则采用各台服务器的当前权重负载权重分配所述业务请求；否则，执行调整服务器的权重负载权重的操作，以根据调整后的权重负载权重分配所述业务请求。通过上述按照周期执行调整权重负载权重的方式，可以有效减少对负载均衡设备的处理资源的占用，从而提高处理业务请求的效率。
由上述技术方案可见，本申请通过在接收到业务请求时，根据服务器集群中服务器的性能情况对服务器的负载权重进行动态调整，并按照调整后的负载权重对业务请求进行分配，可以实现根据服务器的性能情况对业务请求进行动态调度，以使得业务请求被分配至性能情况良好的服务器，提高了对业务请求的处理效率；同时，提高了服务器的性能利用率。
为了便于理解，下面结合附图对本申请的技术方案进行进一步说明。请参见图3，图3是本申请一示例性实施例示出的另一种负载均衡方法的流程图。如图3所示，该方法应用于负载均衡设备；可以包括以下步骤：
步骤302，获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况。
在本实施例中，可由SNMP健康监测策略获取服务器集群中服务器的性能情况。
在本实施例中，对于任一服务器的性能情况，可以通过性能情况指数V来衡量。具体的，可以先获取服务器集群中至少一台服务器的CPU使用率U1和内存使用率U2，再通过下述公式获取相应的服务器的性能情况：
V＝(W1×U1+W2×U2)/(W1+W2)；
其中，W1表示CPU使用率U1的预设比例参数；
W2表示内存使用率U2的预设比例参数；W1、W2的数值可以根据实际情况灵活设置，本申请并不对此进行限制。
V表示性能情况指数。
举例而言，假定U1＝30、W1＝9、U2＝40，W2＝1；则性能情况指数V的计算过程如下：V＝(9×30+1×40)/(9+1)＝31。
步骤304，根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重。
在本实施例中，基于上述利用性能情况指数来衡量性能情况的机制，可以通过以下方式调整服务器的负载权重：
计算性能情况指数的平均值并分别统计性能情况指数大于所述平均值的服务器的数量n1；以及性能情况指数小于所述平均值的服务器的数量n2，再通过以下公式对服务器的负载权重进行调整：
针对性能情况指数大于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb-△W；
针对性能情况指数小于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb+(n1×△W)/n2；
其中，Wa表示调整后的负载权重；
Wb表示调整前的负载权重；
△W表示预设负载权重差值。
其中，△W可以根据实际网络环境来灵活调整，本申请并不对此进行限制。比如，可以通过实验测试一定范围内△W的取值，再选取其中对应于调整效果最佳的数值(比如可以选取根据该数值调整后的负载权重使得分配的业务请求最合理均衡的数值)作为△W的最终取值。
举例而言，假定服务器集群中包含服务器1-4，服务器1-4的初始负载权重为2000:2000:3000:4000(当然，服务器集群中各台服务器的初始负载权重可以设置为相同，即2000:2000:2000:2000；本申请对此并不进行限制)；△W＝100。其中，根据上述步骤306计算得到如表1所示的结果：
服务器 性能情况指数
服务器1 50
服务器2 45
服务器3 56
服务器4 49
表1
由表1可得，性能情况指数的平均值为50；其中，n1＝1，n2＝2。
那么，针对服务器1：Wa＝Wb＝2000；
针对服务器2：Wa＝2000+(1×100)/2＝2050；
针对服务器3：Wa＝3000-100＝2900；
针对服务器4：Wa＝4000+(1×100)/2＝4050。
由此，调整后服务器1-4的负载权重为2000:2050:2900:4050。
在本实施例中，可以对服务器集群中所有服务器的负载权重进行动态调整，或者仅对其中预设数量的服务器的负载权重进行动态调整，本申请对此并不进行限制。
同时，在对服务器的负载权重进行动态调整时，可以先将计算出任一服务器的负载权重存储至预设临时内存(比如FLASH内存等，本申请并不对此进行限制)中，当所有待调整的服务器的负载权重都计算完毕时，将所有调整后的负载权重统一更新至业务访问的数据库(用于存储各台服务器的负载权重)中。当然，也可以每计算出任一服务器的负载权重就更新至该数据库中，本申请对此并不进行限制。
步骤306，按照调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
在本实施例中，在根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求时，可以采用加权轮询算法分配该业务请求。其中，加权轮询算法的具体实现方式可以由使用负载均衡设备的用户自定义，本申请并不对此进行限制。
在本申请的技术方案中，可以按照预设周期执行调整服务器的负载权重的操作；其中，若处于预设周期内，则采用各台服务器的当前负载权重分配接收到的业务请求；否则，执行后续调整服务器的负载权重的操作，以根据调整后的负载权重分配业务请求。比如，假定预设周期为60s，则按照周期为60s调整服务器集群中服务器的负载权重，而在不需要调整负载权重的时间段内按照服务器当前的负载权重对业务请求进行分配。在一种情况下，当业务请求的数量较大时，若每接收到业务请求就执行调整负载权重的操作，则会占用负载均衡设备大量的处理资源，影响负载均衡设备的性能，从而降低了处理业务请求的效率；而实际上，短时间内服务器的性能情况不会发生较大变化，即在一段时间内根据上述方式计算的性能情况指数可以较好地反映出服务器的性能情况。因此，通过上述按照周期执行调整负载权重的方式，可以有效减少对负载均衡设备的处理资源的占用，从而提高处理业务请求的效率。
由以上技术方案可见，本申请通过在接收到业务请求时，根据服务器集群中服务器的性能情况对服务器的负载权重进行动态调整，并按照调整后的负载权重对业务请求进行分配，可以实现根据服务器的性能情况对业务请求进行动态调度，以使得业务请求被分配至性能情况良好的服务器，提高了对业务请求的处理效率；同时，提高了服务器的性能利用率。
图4示出了根据本申请的一示例性实施例的电子设备的结构示意图。请参考图4，在硬件层面，该电子设备包括处理器402、内部总线404、网络接口406、内存408以及非易失性存储器410，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器402从非易失性存储器410中读取对应的计算机程序到内存408中然后运行，在逻辑层面上形成负载均衡装置。当然，除了软件实现方式之外，本申请并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
请参考图5，在软件实施方式中，该负载均衡装置可以包括获取单元501、调整单元502和分配单元503。其中：
获取单元501，获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况；
调整单元502，根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重；
分配单元503，根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
可选的，所述获取单元501具体用于：
通过SNMP获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况。
可选的，所述获取单元501具体用于：
获取服务器集群中至少一台服务器的CPU使用率U1和内存使用率U2；
通过下述公式获取相应的服务器的性能情况：
V＝(W1×U1+W2×U2)/(W1+W2)；
其中，W1表示CPU使用率U1的预设比例参数；
W2表示内存使用率U2的预设比例参数；
V表示性能情况指数。
可选的，所述调整单元502具体用于：
计算性能情况指数的平均值；
分别统计性能情况指数大于所述平均值的服务器的数量n1；以及性能情况指数小于所述平均值的服务器的数量n2，并通过以下公式对服务器的负载权重进行调整：
针对性能情况指数大于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb-△W；
针对性能情况指数小于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb+(n1×△W)/n2；
其中，Wa表示调整后的负载权重；
Wb表示调整前的负载权重；
△W表示预设负载权重差值。
可选的，还包括：
处理单元504，按照预设周期执行调整服务器的负载权重的操作；
其中，若处于所述预设周期内，则采用各台服务器的当前负载权重分配所述业务请求；否则，执行调整服务器的负载权重的操作，以根据调整后的负载权重分配所述业务请求。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由负载均衡装置的处理器执行以完成上述方法，该方法可以包括：
获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况；
根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重；
根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
可选的，所述获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况，包括：
通过SNMP获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况。
可选的，所述获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况，包括：
获取服务器集群中至少一台服务器的CPU使用率U1和内存使用率U2；
通过下述公式获取相应的服务器的性能情况：
V＝(W1×U1+W2×U2)/(W1+W2)；
其中，W1表示CPU使用率U1的预设比例参数；
W2表示内存使用率U2的预设比例参数；
V表示性能情况指数。
可选的，所述根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重，包括：
计算性能情况指数的平均值；
分别统计性能情况指数大于所述平均值的服务器的数量n1；以及性能情况指数小于所述平均值的服务器的数量n2，并通过以下公式对服务器的负载权重进行调整：
针对性能情况指数大于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb-△W；
针对性能情况指数小于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb+(n1×△W)/n2；
其中，Wa表示调整后的负载权重；
Wb表示调整前的负载权重；
△W表示预设负载权重差值。
可选的，还包括：
按照预设周期执行调整服务器的负载权重的操作；
其中，若处于所述预设周期内，则采用各台服务器的当前负载权重分配所述业务请求；否则，执行调整服务器的负载权重的操作，以根据调整后的负载权重分配所述业务请求。
其中，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等，本申请并不对此进行限制。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种负载均衡方法，其特征在于，应用于负载均衡设备；所述方法包括：
获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况；
根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重；
根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况，包括：
通过SNMP获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况，包括：
获取服务器集群中至少一台服务器的CPU使用率U1和内存使用率U2；
通过下述公式获取相应的服务器的性能情况：
V＝(W1×U1+W2×U2)/(W1+W2)；
其中，W1表示CPU使用率U1的预设比例参数；
W2表示内存使用率U2的预设比例参数；
V表示性能情况指数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重，包括：
计算性能情况指数的平均值；
分别统计性能情况指数大于所述平均值的服务器的数量n1；以及性能情况指数小于所述平均值的服务器的数量n2，并通过以下公式对服务器的负载权重进行调整：
针对性能情况指数大于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb-△W；
针对性能情况指数小于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb+(n1×△W)/n2；
其中，Wa表示调整后的负载权重；
Wb表示调整前的负载权重；
△W表示预设负载权重差值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
按照预设周期执行调整服务器的负载权重的操作；
其中，若处于所述预设周期内，则采用各台服务器的当前负载权重分配所述业务请求；否则，执行调整服务器的负载权重的操作，以根据调整后的负载权重分配所述业务请求。
6.一种负载均衡装置，其特征在于，应用于负载均衡设备；所述装置包括：
获取单元，获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况；
调整单元，根据获取的性能情况调整相应的服务器的负载权重；
分配单元，根据调整后的负载权重分配接收到的业务请求。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元具体用于：
通过SNMP获取服务器集群中至少一台服务器的性能情况。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元具体用于：
获取服务器集群中至少一台服务器的CPU使用率U1和内存使用率U2；
通过下述公式获取相应的服务器的性能情况：
V＝(W1×U1+W2×U2)/(W1+W2)；
其中，W1表示CPU使用率U1的预设比例参数；
W2表示内存使用率U2的预设比例参数；
V表示性能情况指数。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整单元具体用于：
计算性能情况指数的平均值；
分别统计性能情况指数大于所述平均值的服务器的数量n1；以及性能情况指数小于所述平均值的服务器的数量n2，并通过以下公式对服务器的负载权重进行调整：
针对性能情况指数大于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb-△W；
针对性能情况指数小于所述平均值的服务器的负载权重：
Wa＝Wb+(n1×△W)/n2；
其中，Wa表示调整后的负载权重；
Wb表示调整前的负载权重；
△W表示预设负载权重差值。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
处理单元，按照预设周期执行调整服务器的负载权重的操作；
其中，若处于所述预设周期内，则采用各台服务器的当前负载权重分配所述业务请求；否则，执行调整服务器的负载权重的操作，以根据调整后的负载权重分配所述业务请求。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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