CN107592370A - 一种网络负载均衡方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种网络负载均衡方法及装置,上述方法包括以下步骤:管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。上述技术方案中通过目标对象的迁移,实现了网卡的负载均衡,降低数据传输延迟,大大提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明属于计算机技术领域,尤其涉及一种网络负载均衡方法及装置。
背景技术
以虚拟化技术为基础的云计算的广泛应用,提高了服务器CPU和网络资源的利用率,但是,随着虚拟化支持的功能的增加,虚拟化环境中网络流量的种类越来越多,物理网卡上的负载也越来越大,严重时会导致数据传输延迟,大大降低了用户体验。
因此,迫切需要提供一种网络负载均衡方案来解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种网络负载均衡方法及装置,以解决上述问题。
本发明实施例提供一种网络负载均衡方法,包括以下步骤:管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;
将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
本发明实施例还提供一种网络负载均衡装置,包括处理器,适于实现各指令;存储设备,适于存储多条指令,所述指令适于由所述处理器加载并执行;
管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;
将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
本发明实施例提供的技术方案:管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
上述技术方案中通过目标对象的迁移,实现了网卡的负载均衡,降低数据传输延迟,大大提升了用户体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1所示为本发明实施例1的网络负载均衡方法流程图;
图2所示为本发明实施例2的网络负载均衡装置结构图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提出了一种虚拟化环境中网络负载均衡的实现方法,虚拟化环境中的计算节点用于为虚拟化提供计算、存储以及网络等资源,管理节点用于虚拟化环境的管理,包括虚拟机生命周期的管理、环境监控告警、存储以及网络的管理等等。
具体而言:主要是在计算节点运行一个网络负载检测服务程序netlbdetect,网络负载检测服务程序netlbdetect会监控计算节点所有物理网卡上的实时负载以及网卡的连接状态,管理节点通过运行的网络负载管理服务程序netlbmanager来查询所有计算节点上netlbdetect获取的网卡负载和连接状态,并保存以及在管理界面上显示,这里网络负载管理服务程序netlbmanager的轮询周期可以调整,由于虚拟化环境中物理网卡可能连接在不同的网段中,因此本发明允许用户在管理界面中标注所有物理网卡的网段。
同时,允许用户进行网络负载均衡的策略配置,系统会根据用户的配置自动对物理网卡进行负载均衡的实现。
下面具体介绍技术方案实现原理:
计算节点上运行一个网络负载检测服务程序netlbdetect,网络负载检测服务程序netlbdetect会监控计算节点所有物理网卡上的实时负载以及网卡的连接状态。
管理节点通过运行的网络负载管理服务程序netlbmanager来轮询所有计算节点上netlbdetect获取的网卡负载和连接状态,并保存以及在管理界面上显示,这里网络负载管理服务程序netlbmanager的轮询周期可以调整;由于虚拟化环境中物理网卡可能连接在不同的网段中,因此允许用户在管理界面中标注所有物理网卡的网段。
虚拟化系统中多数物理网卡连接在虚拟交换机上,本发明主要针对此类网卡进行负载均衡的功能实现,涉及到的虚拟交换机种类包括普通虚拟交换机、Macvtap虚拟交换机以及SR-IOV虚拟交换机,普通虚拟交换机用于配置管理网络、数据网络以及计算网络,Macvtap虚拟交换机以及SR-IOV虚拟交换机用于配置计算网络,当物理网卡与管理网络连接在同一个虚拟交换机上时,物理网卡上运行管理流量,当物理网卡与数据网络连接在同一个虚拟交换机上时,物理网卡上运行计算节点连接存储的数据流量,当物理网卡与计算网络连接在同一个虚拟交换机上时,物理网卡上运行虚拟机的业务流量。
普通虚拟交换机支持上行链路上绑定的多块网卡,用户为交换机绑定多块网卡时需要确认网卡的网段,只能将同网段的网卡绑定至同一个交换机,用户未标记网段的网卡不允许添加至交换机中,用户绑定多块网卡时,如果网段不同也不允许绑定;针对Macvtap虚拟交换机SR-IOV虚拟交换机,系统只支持添加一块物理网卡。
用户在管理界面进行负载均衡的策略配置,具体的策略包括:
当源虚拟交换机sourceSW关联的物理网卡负载超过用户设定的限值时,系统允许源虚拟交换机上连接的管理网络端口、数据网络端口或者虚拟机迁移至目标虚拟交换机targetSW,系统默认支持的均衡策略是周期检测时间内流经物理网卡的某一mac地址所关联的全部数据包的占比,系统检测数据包的mac地址并记录,默认周期检测时间T取值为10秒,用户可以设定周期检测时间,检测工作由网络负载检测服务程序netlbdetect进行,系统只有在物理网卡带宽超过限值时进行检测,取10秒内所有的数据包,并统计所有数据包中的mac地址,以及每一个mac地址所关联的数据包个数,并给出占比最大的mac地址,netlbmanager会读取占比最大的mac地址,并在虚拟交换机上连接的管理网络端口、数据网络端口以及虚拟机网卡进行mac地址匹配,如果匹配成功,那么对匹配mac地址成功的对象进行迁移,如果没有匹配成功,系统会自动给出告警,告警持续至负载回归设定值。
如果迁移某一对象时没有可用的目的虚拟交换机,系统将给出告警,告警持续至拥有可用的目的虚拟交换机,系统检测可用虚拟交换机的原则是物理网卡网段是否一致以及物理网卡状态是否连接,系统还会监控网络负载检测服务程序netlbdetect以及网络负载管理服务程序netlbmanager的状态并在服务程序出问题时给出系统告警,告警持续至服务程序正常。
系统还支持根据数据包的协议类型进行负载均衡,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取各个协议的数据包中的mac地址以及mac地址所对应的同协议数据包个数,进而获取同协议数据包个数占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取所述同协议数据包个数占比最大的mac地址,并迁移所述同协议数据包个数占比最大的mac地址所关联的目标对象。当同协议数据包个数占比最大的mac地址所关联的目标对象全部迁移之后,如果负载依然超过限值,那么按照默认策略进行负载均衡。
系统会记录每一个迁移对象的迁移次数,当迁移次数大于N时,系统将给出告警,并锁定当前迁移对象,直至用户解锁,用户解锁后告警自动消除用户可以更改N的配置。
上述技术方案提出的一种虚拟化环境中网络负载均衡的实现方法,当系统中的物理网卡负载超过设定限值时,系统会根据用户设定的负载均衡策略进行网卡负载均衡以及负载均衡系统告警的实现,支持多协议负载均衡,配置灵活简单。
图1所示为本发明实施例1的网络负载均衡方法流程图,包括以下步骤:
步骤101:管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;
进一步地,所述管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载之前,还包括:
所述计算节点通过运行网络负载检测服务程序获取所述网卡负载、网卡连接状态。
进一步地,管理节点通过轮询方式从计算节点获取所述计算节点上的所述网卡负载、所述网卡连接状态并在管理界面上显示所述网卡负载、所述网卡连接状态。
进一步地,在所述管理界面上还显示所述网卡所属的网段。
进一步地,所述网卡负载包括:网卡传输数据量、网卡传输带宽占用率。
进一步地,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取数据包中的mac地址以及每一mac地址所关联的数据包个数,进而确定数据包占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取数据包占比最大的mac地址,并与虚拟交换机上连接的管理网络端口、数据网络端口、虚拟机网卡进行mac地址匹配,若mac地址匹配成功,则对mac地址匹配成功的目标对象进行迁移。
进一步地,若mac地址匹配失败,则发出告警消息。
进一步地,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取各个协议的数据包中的mac地址以及mac地址所对应的同协议数据包个数,进而获取同协议数据包个数占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取所述同协议数据包个数占比最大的mac地址,并迁移所述同协议数据包个数占比最大的mac地址所关联的目标对象。
步骤102:将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
进一步地,若所述目标对象的迁移次数大于预设次数,则发出告警消息并锁定所述目标对象。
系统会记录每一个目标对象的迁移次数,当迁移次数大于N时,系统将给出告警,并锁定当前迁移目标对象,直至用户解锁,用户解锁后告警自动消除用户可以更改N的配置。
本发明实施例通过网络负载检测服务程序netlbdetect检测物理网卡的负载、连接状态,并根据不同的均衡策略进行mac地址占比的检测计算,通过网络负载管理服务程序netlbmanager进行上述数据的抓取以及负载均衡策略的配置、自动化迁移以及告警实现,系统中的物理网卡负载限值、轮询周期、周期检测时间T以及对象最大迁移次数N可以调节配置。
本发明实施例提供的技术方案:管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
上述技术方案中通过目标对象的迁移,实现了网卡的负载均衡,降低数据传输延迟,大大提升了用户体验。
图2所示为本发明实施例2的网络负载均衡装置结构图,包括处理器,适于实现各指令;存储设备,适于存储多条指令,所述指令适于由所述处理器加载并执行;
管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;
将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
进一步地,所述管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载之前,还包括:
所述计算节点通过运行网络负载检测服务程序获取所述网卡负载、网卡连接状态。
进一步地,管理节点通过轮询方式从计算节点获取所述计算节点上的所述网卡负载、所述网卡连接状态并在管理界面上显示所述网卡负载、所述网卡连接状态。
进一步地,在所述管理界面上还显示所述网卡所属的网段。
进一步地,所述网卡负载包括:网卡传输数据量、网卡传输带宽占用率。
进一步地,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取数据包中的mac地址以及每一mac地址所关联的数据包个数,进而确定数据包占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取数据包占比最大的mac地址,并与虚拟交换机上连接的管理网络端口、数据网络端口、虚拟机网卡进行mac地址匹配,若mac地址匹配成功,则对mac地址匹配成功的目标对象进行迁移。
进一步地,若mac地址匹配失败,则发出告警消息。
进一步地,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取各个协议的数据包中的mac地址以及mac地址所对应的同协议数据包个数,进而获取同协议数据包个数占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取所述同协议数据包个数占比最大的mac地址,并迁移所述同协议数据包个数占比最大的mac地址所关联的目标对象。
进一步地,若所述目标对象的迁移次数大于预设次数,则发出告警消息并锁定所述目标对象。
系统会记录每一个目标对象的迁移次数,当迁移次数大于N时,系统将给出告警,并锁定当前迁移目标对象,直至用户解锁,用户解锁后告警自动消除用户可以更改N的配置。
本发明实施例通过网络负载检测服务程序netlbdetect检测物理网卡的负载、连接状态,并根据不同的均衡策略进行mac地址占比的检测计算,通过网络负载管理服务程序netlbmanager进行上述数据的抓取以及负载均衡策略的配置、自动化迁移以及告警实现,系统中的物理网卡负载限值、轮询周期、周期检测时间T以及对象最大迁移次数N可以调节配置。
本发明实施例提供的技术方案:管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
上述技术方案中通过目标对象的迁移,实现了网卡的负载均衡,降低数据传输延迟,大大提升了用户体验。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种网络负载均衡方法,其特征在于,包括以下步骤:
管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;
将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
2.根据权利要求1所述的网络负载均衡方法,其特征在于,所述管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载之前,还包括:
所述计算节点通过运行网络负载检测服务程序获取所述网卡负载、网卡连接状态。
3.根据权利要求2所述的网络负载均衡方法,其特征在于,管理节点通过轮询方式从计算节点获取所述计算节点上的所述网卡负载、所述网卡连接状态并在管理界面上显示所述网卡负载、所述网卡连接状态。
4.根据权利要求3所述的网络负载均衡方法,其特征在于,在所述管理界面上还显示所述网卡所属的网段。
5.根据权利要求2所述的网络负载均衡方法,其特征在于,所述网卡负载包括:网卡传输数据量、网卡传输带宽占用率。
6.根据权利要求5所述的网络负载均衡方法,其特征在于,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取数据包中的mac地址以及每一mac地址所关联的数据包个数,进而确定数据包占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取数据包占比最大的mac地址,并与虚拟交换机上连接的管理网络端口、数据网络端口、虚拟机网卡进行mac地址匹配,若mac地址匹配成功,则对mac地址匹配成功的目标对象进行迁移。
7.根据权利要求6所述的网络负载均衡方法,其特征在于,若mac地址匹配失败,则发出告警消息。
8.根据权利要求5所述的网络负载均衡方法,其特征在于,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取各个协议的数据包中的mac地址以及mac地址所对应的同协议数据包个数,进而获取同协议数据包个数占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取所述同协议数据包个数占比最大的mac地址,并迁移所述同协议数据包个数占比最大的mac地址所关联的目标对象。
9.根据权利要求6或8所述的网络负载均衡方法,其特征在于,若所述目标对象的迁移次数大于预设次数,则发出告警消息并锁定所述目标对象。
10.一种网络负载均衡装置,其特征在于,包括处理器,适于实现各指令;存储设备,适于存储多条指令,所述指令适于由所述处理器加载并执行;
管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载并在所述网卡负载大于或等于预设值时,确定待迁移的目标对象;其中,所述目标对象包括以下之一:管理网络端口、数据网络端口、虚拟机;
将所述待迁移的目标对象迁移至对应的虚拟交换机。
11.根据权利要求10所述的网络负载均衡装置,其特征在于,所述管理节点从计算节点获取所述计算节点上的网卡负载之前,还包括:
所述计算节点通过运行网络负载检测服务程序获取所述网卡负载、网卡连接状态。
12.根据权利要求11所述的网络负载均衡装置,其特征在于,管理节点通过轮询方式从计算节点获取所述计算节点上的所述网卡负载、所述网卡连接状态并在管理界面上显示所述网卡负载、所述网卡连接状态。
13.根据权利要求12所述的网络负载均衡装置,其特征在于,在所述管理界面上还显示所述网卡所属的网段。
14.根据权利要求11所述的网络负载均衡装置,其特征在于,所述网卡负载包括:网卡传输数据量、网卡传输带宽占用率。
15.根据权利要求14所述的网络负载均衡装置,其特征在于,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取数据包中的mac地址以及每一mac地址所关联的数据包个数,进而确定数据包占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取数据包占比最大的mac地址,并与虚拟交换机上连接的管理网络端口、数据网络端口、虚拟机网卡进行mac地址匹配,若mac地址匹配成功,则对mac地址匹配成功的目标对象进行迁移。
16.根据权利要求15所述的网络负载均衡装置,其特征在于,若mac地址匹配失败,则发出告警消息。
17.根据权利要求14所述的网络负载均衡装置,其特征在于,预设时段内,若所述网卡传输数据量或所述网卡传输带宽占用率大于或等于预设值时,则所述计算节点获取各个协议的数据包中的mac地址以及mac地址所对应的同协议数据包个数,进而获取同协议数据包个数占比最大的mac地址;
所述管理节点从所述计算节点获取所述同协议数据包个数占比最大的mac地址,并迁移所述同协议数据包个数占比最大的mac地址所关联的目标对象。
18.根据权利要求15或17所述的网络负载均衡方法,其特征在于,若所述目标对象的迁移次数大于预设次数,则发出告警消息并锁定所述目标对象。
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