CN107623638B - 负载均衡路径的故障处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载均衡路径的故障处理方法及装置，涉及信息安全领域。其中的方法包括：检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和；根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置；根据总流量限速配置将总流量分配至各有效成员路径。从而缓解负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。

Description

负载均衡路径的故障处理方法及装置

技术领域

本发明涉及数据网络多路径负载均衡技术领域，特别涉及一种负载均衡路径的故障处理方法及装置。

背景技术

为实现数据网络中流量的负载均衡，转发流量可同时经由多条成员路径进行分担，并在部分成员路径出现故障时，由剩余成员路径分摊所有流量，实现路由冗余备份。

然而，由于剩余成员路径的总带宽不足，期间所有出向流量分摊到剩余成员路径会造成流量拥塞，增大传输时延，继而引起应用层报文重传量的增加，进一步加剧拥塞现象，进而造成业务质量整体大幅度劣化。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：如何缓解负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种负载均衡路径的故障处理方法，其特征在于，包括：检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和；根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置；根据总流量限速配置将总流量分配至各有效成员路径。

在一些实施例中，有效成员路径包括：在有效状态和无效状态之间切换的频率小于切换频率阈值的成员路径。

在一些实施例中，调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置包括：

Y＝(1-σ)*B

其中，Y表示进入多负载均衡路径的总流量限速配置，σ表示将总流量分配至各有效成员路径时采用哈希算法所产生的哈希误差，B表示各有效成员路径的带宽总和。

在一些实施例中，该方法还包括：根据报文中的业务类型信息确定报文的优先级；优先级高于预设值的报文优先进入多负载均衡路径的分配队列。

在一些实施例中，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和包括：根据将当前负载均衡路径中各有效成员路径物理带宽、以及路径权重信息确定各成员路径的逻辑配置带宽；将各成员路径的逻辑配置带宽的加和作为当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种负载均衡路径的故障处理装置，包括：带宽总和计算模块，用于检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和；总流量限速配置调整模块，用于根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置；总流量分配模块，用于根据总流量限速配置将总流量分配至各有效成员路径。

在一些实施例中，带宽总和计算模块包括：成员路径状态判断单元，用于将在有效状态和无效状态之间切换的频率小于切换频率阈值的成员路径判断为有效成员路径。

在一些实施例中，总流量限速配置调整模块用于根据如下方法调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置：

Y＝(1-σ)*B

其中，Y表示进入多负载均衡路径的总流量限速配置，σ表示将总流量分配至各有效成员路径时采用哈希算法所产生的哈希误差，B表示各有效成员路径的带宽总和。

在一些实施例中，该装置还包括：报文优先级确定模块，用于根据报文中的业务类型信息确定报文的优先级；队列分配模块，用于使优先级高于预设值的报文优先进入多负载均衡路径的分配队列。

在一些实施例中，带宽总和计算模块还包括：逻辑配置带宽确定单元，用于根据将当前负载均衡路径中各有效成员路径物理带宽、以及路径权重信息确定各成员路径的逻辑配置带宽；带宽总和确定单元，用于将各成员路径的逻辑配置带宽的加和作为当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

本发明在检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和，并根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置，进而根据总流量限速配置将总流量分配至各有效成员路径，从而缓解负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出非等价负载均衡路径的示意图。

图2示出本发明负载均衡路径的故障处理方法的一个实施例的流程示意图。

图3示出本发明负载均衡路径的故障处理方法的另一个实施例的流程示意图。

图4示出本发明负载均衡路径的故障处理装置的一个实施例的结构示意图。

图5示出本发明带宽总和计算模块的一个实施例的结构示意图。

图6示出本发明负载均衡路径的故障处理装置的另一个实施例的结构示意图。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

目前主流的多路径负载均衡方式为ECMP(Equal-Cost MultiPath,等价多路径)和UCMP(Unequal-Cost MultiPath,非等价多路径)。在本地网元上实现多路径负载均衡，以适应相同或不同带宽的物理路径混合捆绑流量分配的需求。以UCMP为例，如图1所示，网元1与网元2之间的存在的三条路径的物理带宽分别为10G、10G和80G。配置UCMP之后，路径1的默认权重为1，路径2的权重为1，路径3的默认权重为8。

当网元1需要转发100G总流量带宽到网元2时，UCMP通过哈希算法将总流量分配到各成员路径。根据各路径的权重，将成员路径1的逻辑带宽设置为100*(1/10)＝10G，将成员路径2的逻辑带宽设置为100*(1/10)＝10G，将成员路径3的逻辑带宽设置为100*(8/10)＝80G。各路径上流量均未超额，业务状态正常。

下面结合图2描述本发明一个实施例的负载均衡路径的故障处理方法。

图2示出本发明负载均衡路径的故障处理方法的一个实施例的流程示意图。如图2所示，该实施例中的负载均衡路径的故障处理方法包括以下步骤：

步骤S202，检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

例如，根据将当前负载均衡路径中各有效成员路径物理带宽、以及路径权重信息确定各成员路径的逻辑配置带宽；将各成员路径的逻辑配置带宽的加和作为当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

步骤S204，根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置。

通常情况下，进入多负载均衡路径的总流量应当限速配置为小于或等于各有效成员路径的带宽总和。

步骤S206，根据总流量限速配置将总流量分配至各有效成员路径。

仍以上述UCMP为例，网元1检测到成员路径3故障后，计算当前负载均衡路径中有效成员路径1和的成员路径2的物理带宽总和为20G。然后，根据有效成员路径的带宽总和20G，将进入多负载均衡路径的总流量限速为20G，将100G总流量带宽中超出总流量限速的80G流量提前丢弃。最后，将限速为20G的总流量分配至成员路径1和的成员路径2，并通过成员路径1和的成员路径2转发至网元2。

上述方法实施例中，通过多负载均衡路径的总流量限速配置,在总流量分配至各有效成员路径之前，预先丢弃超出总流量限速部分的总流量，缓解负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况，从而避免了业务流时延的大幅增加，尽可能的保证了业务质量。实时缓解了负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。同时，由于避免了丢弃的部分总流量参与分配至各有效成员链路的过程，进一步实时缓解了负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。

此外，由于本方法实时检测各成员路径的状态改变情况，在成员路径由无效状态变更为有效状态，本方法实施例能够在故障恢复的情况下自动调整总流量限速配置。

然而，为了避免频繁调整总流量限速配置，本发明进一步选取符合如下条件的路径为有效成员路径：在有效状态和无效状态之间切换的频率小于切换频率阈值的成员路径。例如，成员路径1一直处于有效状态，如果成员路径2在有效状态和无效状态之间频繁摆动，则将成员路径2视为无效路径，只将成员路径1视为有效路径。

将在有效状态和无效状态之间频繁摆动的成员路径视为无效路径，可以降低总流量限速配置频率，提高系统的工作效率。

可选的，在上述实施例步骤S204中，可以采用如下方式调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置：

Y＝(1-σ)*B

其中，Y表示进入多负载均衡路径的总流量限速配置，σ表示将总流量分配至各有效成员路径时采用哈希算法所产生的哈希误差，B表示各有效成员路径的带宽总和。

例如，各有效成员路径的带宽总和B为20G，如果将总流量分配至各有效成员路径时采用哈希算法，那么可以将采用哈希算法产生哈希误差σ的情况考虑进来。如果σ为5％，那么可以计算得到进入多负载均衡路径的总流量限速配置Y＝(1-σ)*B＝(1-5％)*20＝19G。

采用上述方式调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置，可以将采用哈希算法产生哈希误差σ的情况考虑进来，从而进一步保证业务质量，实时缓解了负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。

下面结合图3描述本发明一个实施例的负载均衡路径的故障处理方法。

图3示出本发明负载均衡路径的故障处理方法的一个实施例的流程示意图。如图3所示，该实施例中的负载均衡路径的故障处理方法还包括以下步骤：

步骤S308，根据报文中的业务类型信息确定报文的优先级。

例如，如果通过报文中的业务类型信息得知报文的业务类型为专线电话，可以将该报文的优先级确定为高优先级；如果通过报文中的业务类型信息得知报文的业务类型为普通语音通话，可以将该报文的优先级确定为中优先级；如果通过报文中的业务类型信息得知报文的业务类型为拨号上网，可以将该报文的优先级确定为低优先级。

步骤S310，使优先级高于预设值的报文优先进入多负载均衡路径的分配队列。

例如，优先级预设值为高优先级，则使高优先级的报文优先进入多负载均衡路径的分配队列。如果此时仍有剩余带宽，再使中优先级的报文进入多负载均衡路径的分配队列。

然后再执行步骤S206，根据总流量限速配置将分配队列中的总流量分配至各有效成员路径。

上述方法中，根据报文的优先级选择性的使报文进入多负载均衡路径的分配队列，可以在总流量限速的情况下使得重要业务受到尽可能小的影响，从而尽可能保证业务质量，实时缓解了负载均衡路径故障所造成的重要业务的延迟情况。

下面结合图4描述本发明一个实施例的负载均衡路径的故障处理装置。

图4示出本发明负载均衡路径的故障处理装置的一个实施例的结构示意图。如图4所示，该实施例中的负载均衡路径的故障处理装置40包括：

带宽总和计算模块402，用于检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

总流量限速配置调整模块404，用于根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置。

总流量分配模块406，用于根据总流量限速配置将总流量分配至各有效成员路径。

上述装置实施例中，通过多负载均衡路径的总流量限速配置,在总流量分配至各有效成员路径之前，预先丢弃超出总流量限速部分的总流量，从而避免了业务流时延的大幅增加，尽可能的保证了业务质量，缓解负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。同时，由于避免了丢弃的部分总流量参与分配至各有效成员链路的过程，进一步实时缓解了负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。此外，由于本装置实时检测各成员路径的状态改变情况，在成员路径由无效状态变更为有效状态，本装置实施例能够在故障恢复的情况下自动调整总流量限速配置。

下面结合图5描述本发明一个实施例的带宽总和计算模块。

图5示出本发明带宽总和计算模块的一个实施例的结构示意图。如图5所示，该实施例中的带宽总和计算模块402包括：

逻辑配置带宽确定单元5022，用于根据将当前负载均衡路径中各有效成员路径物理带宽、以及路径权重信息确定各成员路径的逻辑配置带宽。带宽总和确定单元5024，用于将各成员路径的逻辑配置带宽的加和作为当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

可选的，带宽总和计算模块402还可以包括：成员路径状态判断单元5026，用于将在有效状态和无效状态之间切换的频率小于切换频率阈值的成员路径判断为有效成员路径。

将在有效状态和无效状态之间频繁摆动的成员路径视为无效路径，可以降低总流量限速配置频率，提高系统的工作效率。

可选的，总流量限速配置调整模块404用于根据如下方法调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置：

Y＝(1-σ)*B

其中，Y表示进入多负载均衡路径的总流量限速配置，σ表示将总流量分配至各有效成员路径时采用哈希算法所产生的哈希误差，B表示各有效成员路径的带宽总和。

采用上述模块调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置，可以将采用哈希算法产生哈希误差σ的情况考虑进来，从而进一步保证业务质量，实时缓解了负载均衡路径故障所造成的路径拥塞情况。

下面结合图6描述本发明一个实施例的负载均衡路径的故障处理装置。

图6示出本发明负载均衡路径的故障处理装置的一个实施例的结构示意图。如图6所示，该实施例中的负载均衡路径的故障处理装置60还包括：

报文优先级确定模块608，用于根据报文中的业务类型信息确定报文的优先级。

队列分配模块610，用于使优先级高于预设值的报文优先进入多负载均衡路径的分配队列。

上述装置中，根据报文的优先级选择性的使报文进入多负载均衡路径的分配队列，可以在总流量限速的情况下使得重要业务受到尽可能小的影响，从而尽可能保证业务质量，实时缓解了负载均衡路径故障所造成的重要业务的延迟情况。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种负载均衡路径的故障处理方法，其特征在于，包括：

检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和；其中，成员路径状态为有效状态或无效状态；

根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置；

根据所述总流量限速配置对当前负载均衡路径的总流量进行预先丢弃，丢弃所述总流量中超出所述总流量限速配置的流量，将所述总流量中未超出所述总流量限速配置的流量分配至各有效成员路径。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效成员路径包括：

在有效状态和无效状态之间切换的频率小于切换频率阈值的成员路径。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置包括：

Y＝(1-σ)*B

其中，Y表示进入多负载均衡路径的总流量限速配置，σ表示将所述总流量分配至各有效成员路径时采用哈希算法所产生的哈希误差，B表示各有效成员路径的带宽总和。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据报文中的业务类型信息确定报文的优先级；

优先级高于预设值的报文优先进入多负载均衡路径的分配队列。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和包括：

根据将当前负载均衡路径中各有效成员路径物理带宽、以及路径权重信息确定各成员路径的逻辑配置带宽；

将各成员路径的逻辑配置带宽的加和作为当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

6.一种负载均衡路径的故障处理装置，其特征在于，包括：

带宽总和计算模块，用于检测到成员路径状态改变后，计算当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和；其中，成员路径状态为有效状态或无效状态；

总流量限速配置调整模块，用于根据各有效成员路径的带宽总和调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置；

总流量分配模块，用于根据所述总流量限速配置对当前负载均衡路径的总流量进行预先丢弃，丢弃所述总流量中超出所述总流量限速配置的流量，将所述总流量中未超出所述总流量限速配置的流量分配至各有效成员路径。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述带宽总和计算模块包括：

成员路径状态判断单元，用于将在有效状态和无效状态之间切换的频率小于切换频率阈值的成员路径判断为有效成员路径。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述总流量限速配置调整模块用于根据如下方法调整进入多负载均衡路径的总流量限速配置：

Y＝(1-σ)*B

其中，Y表示进入多负载均衡路径的总流量限速配置，σ表示将所述总流量分配至各有效成员路径时采用哈希算法所产生的哈希误差，B表示各有效成员路径的带宽总和。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

报文优先级确定模块，用于根据报文中的业务类型信息确定报文的优先级；

队列分配模块，用于使优先级高于预设值的报文优先进入多负载均衡路径的分配队列。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述带宽总和计算模块还包括：

逻辑配置带宽确定单元，用于根据将当前负载均衡路径中各有效成员路径物理带宽、以及路径权重信息确定各成员路径的逻辑配置带宽；

带宽总和确定单元，用于将各成员路径的逻辑配置带宽的加和作为当前负载均衡路径中各有效成员路径的带宽总和。

Images