CN107800756A - 一种负载均衡方法及负载均衡器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种负载均衡方法，该方法包括以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标；根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态；按照所述当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中；若接收到来自客户端的访问请求，根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器；及转发所述访问请求到所述物理服务器以使该物理服务器处理所述访问请求。本发明实施例还公开了一种负载均衡器。本发明实施例将访问请求有规律地分配给不同的物理服务器进行处理，减小不同物理服务器之间的负载差异。

Description

一种负载均衡方法及负载均衡器
技术领域
本发明涉及负载均衡技术领域，尤其涉及一种负载均衡方法及负载均衡器。
背景技术
负载均衡器是一种把网络请求分散到一个服务器集群中的物理服务器上去，并通过管理进入的Web数据流量和增加有效的网络带宽的设备。目前的负载均衡器在进行负载分配(如访问请求的分配)存在分配不均衡的问题，致使各个物理服务器的负载差异很大，从而造成部分物理服务器因负载过大而带来宕机的风险，或部分物理服务器因某种负载过小而带来资源的浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种负载均衡方法及负载均衡器，其能够减小不同物理服务器的负载差异。
一方面，本发明实施例提供了一种负载均衡方法，该方法包括：以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标；根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态；按照所述当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中；若接收到来自客户端的访问请求，根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器；及转发所述访问请求到所述物理服务器，以使该物理服务器处理所述访问请求。
另一方面，本发明实施例提供了一种负载均衡器，该负载均衡器包括第一获取单元，用于以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标；分析单元，用于根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态；第一排序单元，用于按照所述当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中；第一确定单元，用于若接收到来自客户端的访问请求，根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器；及转发单元，用于转发所述访问请求到所述物理服务器，以使该物理服务器处理所述访问请求。
本发明实施例以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标，进而根据运行指标来确定每个物理服务器的当前负载状态，并根据当前负载状态对各个物理服务器进行优先级排序，当接收到来自客户端的访问请求之后，根据当前流表中的物理服务器的优先级排序确定处理该访问请求的物理服务器，然后转发该访问请求到确定的物理服务器上以供该物理服务器处理该访问请求。本发明实施例根据当前流表中的物理服务器的优先级排序从而将访问请求发送优先分配到负载较小、较空闲的物理服务器上，从而将网络中的访问请求有规律地分配给不同的物理服务器进行处理，进而减小不同物理服务器之间的负载差异以实现负载均衡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种负载均衡方法的流程示意图；
图2是图1中步骤S102的子流程示意图；
图3是本发明另一实施例提供的一种负载均衡方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种负载均衡器的示意性框图；
图5是图4中分析单元的示意性框图；
图6是本发明另一实施例提供的一种负载均衡器的示意性框图。
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
参见图1，是本发明实施例提供的一种负载均衡方法的流程示意图。该方法应用在负载均衡器中，该负载均衡器连接多个不同的物理服务器。如图所示，该负载均衡方法包括步骤S101～S105。
S101，以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标。
具体地，预设的时间间隔可以由用户自行设定或者根据不同时期内的访问请求量的多少进行动态调整。如在访问请求量较大的高峰时段，可以将预设的时间间隔调整为稍小一些，便于及时更新不同物理服务器的运行状况从而便于均衡分配不同的访问请求；在访问请求量较小的闲暇时段，可以将预设的时间间隔调整为稍大一些，以便于在实现不同物理服务器之间的负载差异较小的情形下减少物理服务器的工作量，从而减少资源浪费。物理服务器的运行指标包括但不限于CPU(Central Processing Unit)使用率、内存占用率、硬盘使用率、网络I/O数量。其中，CPU使用率是物理服务器中运行的程序占用的CPU资源，表示物理服务器在某个时间点的运行程序的情况。CPU使用率越高，说明该物理服务器在当前时间运行了较多程序，反之较少。内存占用率是指进程所开销的内存。
S102，根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态。
具体地，物理服务器的当前负载状态按照当前处理负载状况的情形可以分为为忙碌，较忙碌，适中，较空闲、及空闲等。可以理解地，当前负载状态并不限制为上述情形，用户可自行设定。
参照图2，步骤S102的子流程示意图。如图所示，步骤S102包括S201～S203。
S201，对每个运行指标设置对应的预设权重。
具体他，预设权重用于标识每个运行指标在衡量物理服务器的当前负载状态时所占的比重。运行指标的预设权重越大，说明该运行指标所占比重越大。同理，运行指标的预设权重越小，说明该运行指标所占比重越小。如物理服务器的运行指标包括CPU使用率、内存占用率、硬盘使用率、及网络I/O数量，可为CPU使用率设置预设权重为50％，为内存占用率设置预设权重为30％，为硬盘使用率设置预设权重为10％，为网络I/O数量设置预设权重为10％。可以理解地，各个运行指标对应的预设权重可以由根据具体应用环境进行变更设置。
S202，根据所述运行指标及所述运行指标的预设权重计算每个物理服务器的运行指标的总和。
具体他，运行指标的总和用于标识物理服务器的运行状况，且运行指标的总和越小表示该物理服务器当前处理的访问请求越少，即该物理服务器处于相对空闲的工作状态；运行指标的总和越大表示该物理服务器当前处理的访问请求越多，即该物理服务器处于相对忙碌的工作状态。如物理服务器A当前的运行指标中的CPU使用率为60％、内存占用率为40％，硬盘使用率为50％、及网络I/O数量为40％，则物理服务器A的运行指标的总和为M＝60％×50％+40％×30％+50％×10％+40％×10％＝0.51。此时，物理服务器B当前的运行指标中的CPU使用率为40％、内存占用率为30％，硬盘使用率为20％、及网络I/O数量为30％，则物理服务器B的运行指标的总和为M＝40％×50％+30％×30％+20％×10％+30％×10％＝0.34。物理服务器C当前的运行指标中的CPU使用率为80％、内存占用率为70％，硬盘使用率为80％、及网络I/O数量为80％，则物理服务器C的运行指标的总和为M＝80％×50％+70％×30％+80％×10％+80％×10％＝0.75。
S203，根据运行指标的总和及运行指标的总和与当前负载状态的对应关系确定每一个物理服务器的当前负载状态。
具体地，运行指标的总和与当前负载状态的对应关系为正相关关系，即运行指标的总和越大，物理服务器的当前负载状态为越忙碌，运行指标的总和越小，物理服务器的当前负载状态为越空闲。可以理解地，还可以将当前负载状态划分为不同的等级，以与不同的运行指标的总和相对应。在根据步骤S202得到不同物理服务器的运行指标的总和之和，根据运行指标的总和和当前负载状态的对应关系可确定每一个物理服务器的当前负载状态。
可以理解地，在一些其他实施例中，在根据运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态时还可以采用其他分析方法如可以只根据获取的每个物理服务器的CPU使用率进而来确定不同物理服务器的当前负载状态等，此处不做限定。
S103，按照所述当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中。
具体地，物理服务器的优先级排序用于标识物理服务器当前可处理新的访问请求的能力，优先级越高表明该物理服务器当前的负载越少，其处理新的访问请求的能力越强，优先级越低表明该物理服务器当前的负载越多，其处理新的访问请求的能力越弱。为了及时了解不同物理服务器的运行情况以便将访问请求在不同物理服务器之间进行均衡分配，需要根据物理服务器的当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级。
S104，若接收到来自客户端的访问请求，根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器。
具体地，由于当前流表存储了不同物理服务器的优先级信息，在接收到来自客户端的访问请求之后，可以根据当前流表中不同物理服务器的优先级排序确定处理该访问请求的物理服务器，最优将访问请求分配给优先级最高的物理服务器。若在预设的时间间隔之内接收到多个访问请求，可以将按照接收访问请求的时间先后顺序排序将各个访问请求依次分配到当前流表中的不同物理服务器上。需要说明的是，由于在预设的时间间隔之内接收到的访问请求的数量可能出现多于物理服务器的数量，这是可按照时间先后顺序将访问请求依次分配到对应的物理服务器上，并在全部的物理服务器接收了一个访问请求之后，按照物理服务器的优先级顺序进行第二轮次的分配。
S105，转发所述访问请求到对应的物理服务器上以使所述物理服务器处理所述访问请求。
在本发明实施例中，在步骤S104中确定了处理访问请求的物理服务器之后，将该访问请求转发到对应的物理服务器上以使该物理服务器处理该访问请求，从而有规则地确定处理访问请求的物理服务器，以避免随机分配而造成不同物理服务器之间存在较大的负载差异。
本发明实施例根据当前流表中的物理服务器的优先级排序将访问对应对应的分配到不同的物理服务器上进行处理，以实现将访问请求优先分配到负载较小、较空闲的物理服务器上进行处理，从而将网络中的访问请求有规律地分配给不同的物理服务器进行处理，进而减小不同物理服务器之间的负载差异以实现负载均衡。
参见图3，是本发明实施例提供的另一种负载均衡方法的流程示意图。如图所示，该负载均衡方法包括步骤S301～S309。
S301，以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标。
S302，根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态。
S303，按照所述当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中。
步骤S301～S303与步骤S101～S103，此处不再赘述。
S304，若同时接收到多个访问请求，获取每个所述访问请求的端口号和协议。
S305，根据所述端口号和协议确定每个所述访问请求的请求类型，每一访问请求具有各自的请求类型。
具体地，每一访问请求具有各自的请求类型，可根据访问请求中的端口号和协议确定对应访问请求的请求类型。如端口号为21、协议为FTP协议的访问请求为FTP请求，端口号为80、协议为HTTP协议的访问请求为网页请求，端口号为25、协议为SMTP协议的访问请求为邮件请求以及端口号为23、协议为TELNET协议的访问请求为远程登录请求。
S306，根据预设对应关系确定处理每一请求类型的访问请求所占用的资源，所述预设对应关系用于标识请求类型与处理不同请求类型的访问请求所占用的资源的对应关系。
具体地，预设对应关系用于标识请求类型与处理不同请求类型的访问请求所占用的资源的对应关系。由于物理服务器处理不同请求类型的访问请求通常需要耗费不同大小的资源，如按照占用资源从大到小的顺序依次是FTP请求、邮件请求、远程登录请求及网页请求。需要说明的是，不同请求类型占用的资源可以通过统计历史数据获取，从而形成请求类型与处理不同请求类型的访问请求所占用的对应关系。
S307，根据占用的资源大小对所述访问请求进行排序。
S308，按照占用资源从大到小的顺序将对应的访问请求分配给当前流表中优先级顺序从高到低的物理服务器以使所述物理服务器处理对应的所述访问请求。
S309，转发所述访问请求到所述物理服务器，以使该物理服务器处理所述访问请求。
具体地，按照占用的资源从大到小的顺序将对应的访问请求与当前流表中的物理服务器进行匹配，即将需要占用较多资源的访问请求分配到处理能力较强、较空闲的物理服务器上，将需要占用较少资源的访问请求分配到处理能力较弱、较忙碌的物理服务器上，从而实现将同时接收到的多个访问请求根据占用资源的大小分配到对应的物理服务器上，从而均衡不同物理服务器之间的负载差异，且根据访问请求的请求类型进行针对性均衡分配。
参照图4，是本发明实施例提供的一种负载均衡器的示意框图。如图所示的本实施例中的负载均衡器40包括第一获取单元41、分析单元42、第一排序单元43、第一确定单元44、及转发单元45。
第一获取单元41，用于以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标。
分析单元42，用于根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态。
第一排序单元43，用于按照所述当当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中。
第一确定单元44，用于若接收到来自客户端的访问请求，根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器。
转发单元45，用于转发所述访问请求到所述物理服务器，以使该物理服务器处理所述访问请求。
进一步地，参照图5，是图4中分析单元的结构示意图。如图所示，分析单元42包括设置单元421、计算单元422、及第二确定单元424。
设置单元421，用于对每个运行指标设置对应的预设权重。
计算单元422，用于根据所述运行指标及所述运行指标的预设权重计算每个物理服务器的运行指标的总和。
第二确定单元423，用于根据运行指标的总和及运行指标的总和与当前负载状态的对应关系确定每一个物理服务器的当前负载状态。
本发明实施例根据当前流表中的物理服务器的优先级排序将访问对应对应的分配到不同的物理服务器上进行处理，以实现将访问请求优先分配到负载较小、较空闲的物理服务器上进行处理，从而将网络中的访问请求有规律地分配给不同的物理服务器进行处理，进而减小不同物理服务器之间的负载差异以实现负载均衡。
参照图6，是本发明另一实施例提供的一种负载均衡器的示意框图。如图所示的本实施例中的负载均衡器50包括第一获取单元51、分析单元52、第一排序单元53、第二获取单元54、第三确定单元55、第四确定单元56、第二排序单元57、第一确定单元58及转发单元59。
第一获取单元51，用于以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标。
分析单元52，用于根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态。
第一排序单元53，用于按照所述当当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中。
第二获取单元54，用于若接收到来自客户端的访问请求，获取每个所述访问请求的端口号和协议。
第三确定单元55，用于根据所述端口号和协议确定每个所述访问请求的请求类型，每一访问请求具有各自的请求类型。
第四确定单元56，用于根据预设对应关系确定处理每一请求类型的访问请求所占用的资源，所述预设对应关系用于标识请求类型与处理不同请求类型的访问请求所占用的资源的对应关系。
第二排序单元57，用于根据占用的资源大小对所述访问请求进行排序。
第一确定单元58具体用于若同时接收到多个访问请求，按照占用资源从大到小的顺序将对应的访问请求分配给当前流表中优先级顺序从高到低的物理服务器以使所述物理服务器处理对应的所述访问请求。
转发单元59，用于转发所述访问请求到所述物理服务器，以使该物理服务器处理所述访问请求。
本发明实施例按照占用的资源从大到小的顺序将对应的访问请求与当前流表中的物理服务器进行匹配，即将需要占用较多资源的访问请求分配到处理能力较强、较空闲的物理服务器上，将需要占用较少资源的访问请求分配到处理能力较弱、较忙碌的物理服务器上，从而实现将同时接收到的多个访问请求根据占用资源的大小分配到对应的物理服务器上，从而均衡不同物理服务器之间的负载差异，且根据访问请求的请求类型进行针对性均衡分配。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置设备或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法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。并且，本发明上述实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
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单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上为发明的优选实施例，而非对发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入发明的包含范围之内。

Claims (10)

1.一种负载均衡方法，其特征在于，包括：
以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标；
根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态；
按照所述当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中；
若接收到来自客户端的访问请求，根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器；及
转发所述访问请求到所述物理服务器，以使该物理服务器处理所述访问请求。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的时间间隔由用户自行设定或者根据不同时期内的访问请求量进行自动调整。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行指标包括CPU使用率、内存占用率、硬盘使用率、网络I/O数量中的一种或任意组合。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态具体包括：
对每个运行指标设置对应的预设权重；
根据所述运行指标及所述运行指标的预设权重计算每个物理服务器的运行指标的总和；
根据运行指标的总和及运行指标的总和与当前负载状态的对应关系确定每一个物理服务器的当前负载状态。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若接收到来自客户端的访问请求之后，所述方法还包括：
获取每个所述访问请求的端口号和协议；
根据所述端口号和协议确定每个所述访问请求的请求类型，每一访问请求具有各自的请求类型；
根据预设对应关系确定处理每一请求类型的访问请求所占用的资源，所述预设对应关系用于标识请求类型与处理不同请求类型的访问请求所占用的资源的对应关系；
根据占用的资源大小对所述访问请求进行排序；
若同时接收到多个访问请求，所述根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器具体包括：
按照占用资源从大到小的顺序将对应的访问请求分配给当前流表中优先级顺序从高到低的物理服务器以使所述物理服务器处理对应的所述访问请求。
6.一种负载均衡器，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于以预设的时间间隔获取每个物理服务器的运行指标；
分析单元，用于根据所述运行指标分析每个物理服务器的当前负载状态；
第一排序单元，用于按照所述当前负载状态对所有物理服务器进行排序以确定每个物理服务器的优先级，并存储所述物理服务器的优先级信息于当前流表中；
第一确定单元，用于若接收到来自客户端的访问请求，根据所述当前流表中的所述优先级信息从所述物理服务器中确定处理所述访问请求的物理服务器；及
转发单元，用于转发所述访问请求到所述物理服务器，以使该物理服务器处理所述访问请求。
7.如权利要求6所述的负载均衡器，其特征在于，所述预设的时间间隔由用户自行设定或者根据不同时期内的访问请求量进行自动调整。
8.如权利要求6所述的负载均衡器，其特征在于，所述运行指标包括CPU使用率、内存占用率、硬盘使用率、网络I/O数量中的一种或任意组合。
9.如权利要求6所述的负载均衡器，其特征在于，所述分析单元具体包括：
设置单元，用于对每个运行指标设置对应的预设权重；
计算单元，用于根据所述运行指标及所述运行指标的预设权重计算每个物理服务器的运行指标的总和；
第二确定单元，用于根据运行指标的总和及运行指标的总和与当前负载状态的对应关系确定每一个物理服务器的当前负载状态。
10.如权利要求6所述的负载均衡器，其特征在于，所述负载均衡器还包括：
第二获取单元，用于若接收到来自客户端的访问请求，获取每个所述访问请求的端口号和协议；
第三确定单元，用于根据所述端口号和协议确定每个所述访问请求的请求类型，每一访问请求具有各自的请求类型；
第四确定单元，用于根据预设对应关系确定处理每一请求类型的访问请求所占用的资源，所述预设对应关系用于标识请求类型与处理不同请求类型的访问请求所占用的资源的对应关系；
第二排序单元，用于根据占用的资源大小对所述访问请求进行排序；
若同时接收到多个访问请求，所述第一确定单元具体用于按照占用资源从大到小的顺序将对应的访问请求分配给当前流表中优先级顺序从高到低的物理服务器以使所述物理服务器处理对应的所述访问请求。
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