CN107135250A - 一种面向云计算的负载均衡系统及机制 - Google Patents

一种面向云计算的负载均衡系统及机制 Download PDF

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Abstract

本发明公开了云计算技术领域的一种面向云计算的负载均衡系统及机制，包括：IaaS服务平台、调度中心单元和负载均衡服务器，所述IaaS服务平台电性双向连接调度中心单元，所述IaaS服务平台电性双向连接负载均衡服务器，所述包括前端服务器和应用服务器，所述包括数据分析单元、迁移管理单元、虚拟机管理单元和数据采集单元，所述数据分析单元电性双向连接迁移管理单元，所述数据分析单元电性输出连接数据采集单元，所述迁移管理单元电性输入连接虚拟机管理单元，物理机负载通过其他调度策略的管理，将虚拟机集中，则完全空闲出来的物理服务器可执行节能管理，以避免负载均衡系统造成的系统资源的浪费提高了资源利用率。

Description

一种面向云计算的负载均衡系统及机制
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，具体为一种面向云计算的负载均衡系统及机制。
背景技术
负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务：解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性；为用户提供更好的访问质量；提高服务器响应速度；提高服务器及其他资源的利用效率；避免了网络关键部位出现单点失效，但传统的由调度节点与服务节点构成的负载均衡系统，会存在以下问题：负载均衡系统整体服务能力不足时，无法实时的增加服务节点以增强系统整体服务能力；若系统以满足最大请求量的标准来配置服务节点，当请求较少时，系统利用率较低，造成资源浪费，鉴于上述提到的问题，本发明设计一种面向云计算的负载均衡系统及机制，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向云计算的负载均衡系统及机制，以解决上述背景技术中提出的负载均衡系统整体服务能力不足时，无法实时的增加服务节点以增强系统整体服务能力；若系统以满足最大请求量的标准来配置服务节点，当请求较少时，系统利用率较低，造成资源浪费的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向云计算的负载均衡系统，包括：IaaS服务平台、调度中心单元和负载均衡服务器，所述IaaS服务平台电性双向连接调度中心单元，所述IaaS服务平台电性双向连接负载均衡服务器，所述IaaS服务平台包括前端服务器和应用服务器，所述负载均衡服务器包括数据分析单元、迁移管理单元、虚拟机管理单元和数据采集单元，所述数据分析单元电性双向连接迁移管理单元，所述数据分析单元电性输出连接数据采集单元，所述迁移管理单元电性输入连接虚拟机管理单元；
所述前端服务器包括数据接收单元、存储单元和数据传输单元，所述应用服务器包括前端数据采集单元和数据处理单元，所述数据接收单元接受所有来自客户端的请求，所述存储单元存储预先设计的负载均衡策略，所述数据传输单元分发存储单元预先设计的负载均衡策略到应用服务器虚拟机，所述前端数据采集单元接收来前端服务器分发的请求，并通过数据处理单元处理客户的请求；
所述调度中心单元包括监测单元、动态调度存储单元、动态调度单元和监测信息发出单元，所述监测单元对系统的整体负载及每个虚拟机资源、物理服务器资源的负载进行实时监控，根据虚拟机的综合权值表和任务调度算法，将任务调度至虚拟机执行，通过动态调度存储单元提取调度策略，所述动态调度单元动态添加或删除虚拟机资源；
所述负载均衡服务器通过数据采集单元接收来自监测信息发出单元发出的负载数据，并进行修正，提交给数据分析单元，所述数据分析单元根据负载数据，通过模型计算出整个虚拟机的负载度和各个节点的综合权值，维护节点的综合权值表，所述数据分析单元将虚拟机的综合权值表提供给调度中心单元，将物理机的综合权值表盒整个物理机的负载度提供给迁移管理单元，根据物理机的综合权值表盒动态迁移算法，作出增加或者迁移虚拟机综合权值表的决策，将增加或者迁移虚拟机的指令发送给虚拟机管理单元，将更新虚拟机综合权值表的决策反馈给数据分析单元，所述虚拟机管理单元负责管理虚拟机和物理机的生命周期，接收来自迁移管理单元发出的指令，监测执行虚拟机的迁移工作。
优选的，所述负载均衡服务器包括添加虚拟机接口和删除虚拟机接口。
优选的，所述数据采集单元接收来自监测信息发出单元发出的负载数据包括CPU、内存和带宽的压力信息。
一种面向云计算的负载均衡机制，该种面向云计算的负载均衡机制具体步骤如下：
S1：前端服务器通过数据接收单元接受所有来自客户端的请求，存储单元存储预先设计的负载均衡策略，数据传输单元分发存储单元预先设计的负载均衡策略到应用服务器虚拟机，前端数据采集单元接收来前端服务器分发的请求，并通过数据处理单元处理客户的请求；
S2：运行负载均衡服务器，通过数据采集单元接收来自监测信息发出单元发出的负载数据，并进行修正，提交给数据分析单元，数据分析单元根据负载数据，通过模型计算出整个虚拟机的负载度和各个节点的综合权值，维护节点的综合权值表，数据分析单元将虚拟机的综合权值表提供给调度中心单元；
S3：调度中心单元发现系统中现有虚拟机提供的服务能力不足以支撑更多的用户请求时，调度中心单元会根据当前动态调度存储单元，通过动态调度存储单元提取调度策略，创建并配置好新的虚拟机资源，并通知负载均衡服务器将该虚拟机资源动态的加入到调度队列中，通过动态调度单元扩展更多的虚拟机资源以满足新增的服务请求；
S4：将物理机的综合权值表盒整个物理机的负载度提供给迁移管理单元，根据物理机的综合权值表盒动态迁移算法，作出增加或者迁移虚拟机综合权值表的决策，将增加或者迁移虚拟机的指令发送给虚拟机管理单元，将更新虚拟机综合权值表的决策反馈给数据分析单元，所述虚拟机管理单元负责管理虚拟机和物理机的生命周期，接收来自迁移管理单元发出的指令，监测执行虚拟机的迁移工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种面向云计算的负载均衡系统及机制，针对虚拟机层和物理机层之间的链式负载关系，实现了物理机荷虚拟机层的负载均衡的同时，物理机负载通过其他调度策略的管理，将虚拟机集中，则完全空闲出来的物理服务器可执行节能管理，以避免负载均衡系统造成的系统资源的浪费提高了资源利用率。
附图说明
图1为本发明系统原理框图。
图中：1 IaaS服务平台、2调度中心单元、3负载均衡服务器、4前端服务器、5应用服务器、6数据分析单元、7迁移管理单元、8虚拟机管理单元、9数据采集单元。
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做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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种面向云计算的负载均衡系统，包括：IaaS服务平台1、调度中心单元2和负载均衡服务器3，所述IaaS服务平台1电性双向连接调度中心单元2，所述IaaS服务平台1电性双向连接负载均衡服务器3，所述IaaS服务平台1包括前端服务器4和应用服务器5，所述负载均衡服务器3包括数据分析单元6、迁移管理单元7、虚拟机管理单元8和数据采集单元9，所述数据分析单元6电性双向连接迁移管理单元7，所述数据分析单元6电性输出连接数据采集单元9，所述迁移管理单元7电性输入连接虚拟机管理单元8；
所述前端服务器4包括数据接收单元、存储单元和数据传输单元，所述应用服务器5包括前端数据采集单元和数据处理单元，所述数据接收单元接受所有来自客户端的请求，所述存储单元存储预先设计的负载均衡策略，所述数据传输单元分发存储单元预先设计的负载均衡策略到应用服务器虚拟机，所述前端数据采集单元接收来前端服务器4分发的请求，并通过数据处理单元处理客户的请求；
所述调度中心单元2包括监测单元、动态调度存储单元、动态调度单元和监测信息发出单元，所述监测单元对系统的整体负载及每个虚拟机资源、物理服务器资源的负载进行实时监控，根据虚拟机的综合权值表和任务调度算法，将任务调度至虚拟机执行，通过动态调度存储单元提取调度策略，所述动态调度单元动态添加或删除虚拟机资源；
所述负载均衡服务器3通过数据采集单元9接收来自监测信息发出单元发出的负载数据，并进行修正，提交给数据分析单元6，所述数据分析单元6根据负载数据，通过模型计算出整个虚拟机的负载度和各个节点的综合权值，维护节点的综合权值表，所述数据分析单元6将虚拟机的综合权值表提供给调度中心单元2，将物理机的综合权值表盒整个物理机的负载度提供给迁移管理单元7，根据物理机的综合权值表盒动态迁移算法，作出增加或者迁移虚拟机综合权值表的决策，将增加或者迁移虚拟机的指令发送给虚拟机管理单元8，将更新虚拟机综合权值表的决策反馈给数据分析单元6，所述虚拟机管理单元8负责管理虚拟机和物理机的生命周期，接收来自迁移管理单元7发出的指令，监测执行虚拟机的迁移工作。
其中，所述负载均衡服务器3包括添加虚拟机接口和删除虚拟机接口，所述数据采集单元9接收来自监测信息发出单元发出的负载数据包括CPU、内存和带宽的压力信息。
一种面向云计算的负载均衡机制，该种面向云计算的负载均衡机制具体步骤如下：
S1：前端服务器4通过数据接收单元接受所有来自客户端的请求，存储单元存储预先设计的负载均衡策略，数据传输单元分发存储单元预先设计的负载均衡策略到应用服务器虚拟机，前端数据采集单元接收来前端服务器4分发的请求，并通过数据处理单元处理客户的请求；
S2：运行负载均衡服务器3，通过数据采集单元9接收来自监测信息发出单元发出的负载数据，并进行修正，提交给数据分析单元6，数据分析单元6根据负载数据，通过模型计算出整个虚拟机的负载度和各个节点的综合权值，维护节点的综合权值表，数据分析单元6将虚拟机的综合权值表提供给调度中心单元2；
S3：调度中心单元2发现系统中现有虚拟机提供的服务能力不足以支撑更多的用户请求时，调度中心单元2会根据当前动态调度存储单元，通过动态调度存储单元提取调度策略，创建并配置好新的虚拟机资源，并通知负载均衡服务器3将该虚拟机资源动态的加入到调度队列中，通过动态调度单元扩展更多的虚拟机资源以满足新增的服务请求；
S4：将物理机的综合权值表盒整个物理机的负载度提供给迁移管理单元7，根据物理机的综合权值表盒动态迁移算法，作出增加或者迁移虚拟机综合权值表的决策，将增加或者迁移虚拟机的指令发送给虚拟机管理单元8，将更新虚拟机综合权值表的决策反馈给数据分析单元6，所述虚拟机管理单元8负责管理虚拟机和物理机的生命周期，接收来自迁移管理单元7发出的指令，监测执行虚拟机的迁移工作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种面向云计算的负载均衡系统，其特征在于，包括：IaaS服务平台(1)、调度中心单元(2)和负载均衡服务器(3)，所述IaaS服务平台(1)电性双向连接调度中心单元(2)，所述IaaS服务平台(1)电性双向连接负载均衡服务器(3)，所述IaaS服务平台(1)包括前端服务器(4)和应用服务器(5)，所述负载均衡服务器(3)包括数据分析单元(6)、迁移管理单元(7)、虚拟机管理单元(8)和数据采集单元(9)，所述数据分析单元(6)电性双向连接迁移管理单元(7)，所述数据分析单元(6)电性输出连接数据采集单元(9)，所述迁移管理单元(7)电性输入连接虚拟机管理单元(8)；
所述前端服务器(4)包括数据接收单元、存储单元和数据传输单元，所述应用服务器(5)包括前端数据采集单元和数据处理单元，所述数据接收单元接受所有来自客户端的请求，所述存储单元存储预先设计的负载均衡策略，所述数据传输单元分发存储单元预先设计的负载均衡策略到应用服务器虚拟机，所述前端数据采集单元接收来前端服务器(4)分发的请求，并通过数据处理单元处理客户的请求；
所述调度中心单元(2)包括监测单元、动态调度存储单元、动态调度单元和监测信息发出单元，所述监测单元对系统的整体负载及每个虚拟机资源、物理服务器资源的负载进行实时监控，根据虚拟机的综合权值表和任务调度算法，将任务调度至虚拟机执行，通过动态调度存储单元提取调度策略，所述动态调度单元动态添加或删除虚拟机资源；
所述负载均衡服务器(3)通过数据采集单元(9)接收来自监测信息发出单元发出的负载数据，并进行修正，提交给数据分析单元(6)，所述数据分析单元(6)根据负载数据，通过模型计算出整个虚拟机的负载度和各个节点的综合权值，维护节点的综合权值表，所述数据分析单元(6)将虚拟机的综合权值表提供给调度中心单元(2)，将物理机的综合权值表盒整个物理机的负载度提供给迁移管理单元(7)，根据物理机的综合权值表盒动态迁移算法，作出增加或者迁移虚拟机综合权值表的决策，将增加或者迁移虚拟机的指令发送给虚拟机管理单元(8)，将更新虚拟机综合权值表的决策反馈给数据分析单元(6)，所述虚拟机管理单元(8)负责管理虚拟机和物理机的生命周期，接收来自迁移管理单元(7)发出的指令，监测执行虚拟机的迁移工作。
2.根据权利要求1所述的一种面向云计算的负载均衡系统及机制，其特征在于：所述负载均衡服务器(3)包括添加虚拟机接口和删除虚拟机接口。
3.根据权利要求1所述的一种面向云计算的负载均衡系统及机制，其特征在于：所述数据采集单元(9)接收来自监测信息发出单元发出的负载数据包括CPU、内存和带宽的压力信息。
4.一种面向云计算的负载均衡机制，其特征在于，该种面向云计算的负载均衡机制具体步骤如下：
S1：前端服务器(4)通过数据接收单元接受所有来自客户端的请求，存储单元存储预先设计的负载均衡策略，数据传输单元分发存储单元预先设计的负载均衡策略到应用服务器虚拟机，前端数据采集单元接收来前端服务器(4)分发的请求，并通过数据处理单元处理客户的请求；
S2：运行负载均衡服务器(3)，通过数据采集单元(9)接收来自监测信息发出单元发出的负载数据，并进行修正，提交给数据分析单元(6)，数据分析单元(6)根据负载数据，通过模型计算出整个虚拟机的负载度和各个节点的综合权值，维护节点的综合权值表，数据分析单元(6)将虚拟机的综合权值表提供给调度中心单元(2)；
S3：调度中心单元(2)发现系统中现有虚拟机提供的服务能力不足以支撑更多的用户请求时，调度中心单元(2)会根据当前动态调度存储单元，通过动态调度存储单元提取调度策略，创建并配置好新的虚拟机资源，并通知负载均衡服务器(3)将该虚拟机资源动态的加入到调度队列中，通过动态调度单元扩展更多的虚拟机资源以满足新增的服务请求；
S4：将物理机的综合权值表盒整个物理机的负载度提供给迁移管理单元(7)，根据物理机的综合权值表盒动态迁移算法，作出增加或者迁移虚拟机综合权值表的决策，将增加或者迁移虚拟机的指令发送给虚拟机管理单元(8)，将更新虚拟机综合权值表的决策反馈给数据分析单元(6)，所述虚拟机管理单元(8)负责管理虚拟机和物理机的生命周期，接收来自迁移管理单元(7)发出的指令，监测执行虚拟机的迁移工作。
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