CN107864101A - 负载均衡方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种负载均衡方法和装置，应用于负载均衡设备，包括：在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征；基于所述报文特征，判断所述报文是否命中会话表项；如果所述报文未命中所述会话表项，则基于预设的负载均衡算法，转发所述报文，并将所述报文特征与转发结果的对应关系添加至所述会话表项中。本申请技术方案可以避免出现由于将与同一业务对应的报文分担至不同的服务端而导致的业务处理失败的问题。

Description

负载均衡方法和装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种负载均衡方法和装置。

背景技术

为了提高服务端的业务处理能力，通常可以采用分布式系统架构，部署多个服务端。在这种情况下，可以部署负载均衡设备，由负载均衡设备将客户端发送的报文分担给多个服务端进行业务处理，以实现针对分布式服务端的负载均衡，进一步提高服务端的业务处理能力。

相关技术中，负载均衡设备通常是基于接收到的报文的五元组进行负载均衡处理，例如：将五元组相同的报文转发给同一服务端进行业务处理，而将五元组不同的报文转发给不同的服务端进行业务处理。然而采用这种方式，在有某一业务需要多个客户端共同实现时，负载均衡设备无法将不同的客户端发送的与该业务对应的报文转发给同一服务器进行业务处理，从而可能导致该业务处理失败。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种负载均衡方法和装置，以解决相关技术中可能导致业务处理失败的问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供一种负载均衡方法，所述方法应用于负载均衡设备，包括：

在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征；

基于所述报文特征，判断所述报文是否命中会话表项；

如果所述报文未命中所述会话表项，则基于预设的负载均衡算法，转发所述报文，并将所述报文特征与转发结果的对应关系添加至所述会话表项中。

第二方面，本申请提供一种负载均衡装置，其特征在于，所述装置应用于负载均衡设备，包括：

提取单元，用于在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征；

判断单元，用于基于所述报文特征，判断所述报文是否命中会话表项；

第一转发单元，用于在所述报文未命中所述会话表项时，基于预设的负载均衡算法，转发所述报文，并将所述报文特征与转发结果的对应关系添加至所述会话表项中。

分析上述技术方案可知，由于与同一业务对应的报文通常具有相同或相似的报文特征，因此负载均衡设备可以基于报文的报文特征，对接收到的目的IP地址为虚服务IP地址的报文进行负载均衡处理。采用这样的方式，可以保证将与同一业务对应的报文分担至同一服务端进行业务处理，而无需考虑这些报文是否由同一客户端发送，从而可以避免出现由于将与同一业务对应的报文分担至不同的服务端而导致的业务处理失败的问题。

附图说明

图1是一种分布式系统的组网架构图；

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一种负载均衡装置所在设备的硬件结构图；

图4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”。

请参考图1，为一种分布式系统的组网架构图。如图1所示，负载均衡设备分别与多个客户端和多个服务端连接，负载均衡设备可以将客户端1、客户端2、客户端3发送的报文分担给服务端1、服务端2进行业务处理。其中，通过负载均衡设备，服务端1和服务端2可以映射为一个虚拟服务端。各个客户端可以基于该虚拟服务端的IP地址(称为虚服务IP地址)，将报文发送给负载均衡设备。负载均衡设备在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，可以基于负载均衡算法，确定分担该报文的服务端，并将该报文的目的IP地址修改为该服务端的IP地址(称为实服务IP地址)，以将修改后的报文转发给该服务端进行业务处理。

具体地，相关技术中，负载均衡设备在接收到目的IP地址为虚服务IP报文时，可以先提取该报文的五元组，并判断该报文的五元组是否命中本地保存的会话表项。其中，会话表项中保存有报文的五元组与转发结果(即该报文对应的实服务IP地址)的对应关系。

如果该报文的五元组命中该会话表项，则负载均衡设备可以基于该会话表项，将该报文的目的IP地址修改为对应的实服务IP地址，以将修改后的报文转发给对应的服务端进行业务处理。

如果该报文的五元组未命中该会话表项，则负载均衡设备可以基于负载均衡算法，确定该五元组对应的实服务IP地址(即确定分担该报文的服务端)，并将该报文的目的IP地址修改为该实服务IP地址，以将修改后的报文转发给对应的服务端进行业务处理。同时，负载均衡设备可以将该报文的五元组与转发结果(即该实服务IP地址)的对应关系添加至该会话表项中。

后续，负载均衡设备在再次接收到五元组与该报文的五元组相同的报文时，可以基于该报文的五元组命中的会话表项，将该报文的目的IP地址修改为对应的实服务IP地址，以将修改后的报文转发给对应的服务端进行业务处理。

以图1所示的分布式系统为例，假设客户端1发送的报文的五元组为五元组1，客户端2发送的报文的五元组为五元组2，客户端3发送的报文的五元组为五元组3；进一步假设服务端1的IP地址为实服务IP地址1，服务端2的IP地址为实服务IP地址2，服务端1和服务端2映射的一个虚拟服务端的IP地址为虚服务IP地址3。

负载均衡设备在接收到客户端1发送的目的IP地址为虚服务IP地址3的报文时，可以先判断五元组1是否命中本地保存的会话表项。假设此时五元组1命中该会话表项，且命中的会话表项中保存的是五元组1与实服务IP地址1的对应关系，则说明此时由服务端1分担客户端1发送的报文，负载均衡设备可以将该报文的目的IP地址修改为实服务IP地址1，以将修改后的报文转发给服务端1进行业务处理。

负载均衡设备在接收到客户端2发送的目的IP地址为虚服务IP地址3的报文时，也可以先判断五元组2是否命中本地保存的会话表项。假设此时五元组2未命中该会话表项，则负载均衡设备可以基于负载均衡算法，确定五元组2对应的实服务IP地址，即确定分担客户端2发送的报文的服务端。假设负载均衡设备确定由服务端2分担客户端2发送的报文，则负载均衡设备可以将该报文的目的IP地址修改为实服务IP地址2，以将修改后的报文转发给服务端2进行业务处理。同时，负载均衡设备可以将五元组2与实服务IP地址2的对应关系添加至该会话表项中。

后续，负载均衡设备在再次接收到客户端2发送的目的IP地址为虚服务IP地址3的报文时，由于此时五元组2命中该会话表项，且命中的会话表项中保存的是五元组2与实服务IP地址2的对应关系，因此负载均衡设备可以将该报文的目的IP地址修改为实服务IP地址2，以将修改后的报文发送给服务端2进行业务处理。

由此可见，相关技术中，通过报文的五元组进行负载均衡处理，可以将不同的客户端发送的报文分担给不同的服务端进行业务处理。然而采用这种方式，如果某一业务需要多个客户端共同实现，负载均衡设备无法将不同的客户端发送的与该业务对应的报文转发给同一服务器进行业务处理，从而可能导致该业务处理失败。

本申请提供一种负载均衡方法和装置，以解决上述问题。请参考图2，为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。该方法可以应用于图1所示的负载均衡设备，包括以下步骤：

步骤201：在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征。

步骤202：基于所述报文特征，判断所述报文是否命中会话表项。

步骤203：如果所述报文未命中所述会话表项，则基于预设的负载均衡算法，转发所述报文，并将所述报文特征与转发结果的对应关系添加至所述会话表项中。

在本实施例中，负载均衡设备在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，可以基于由用户预先设定的特征提取规则，提取该报文的报文特征。另一方面，负载均衡设备在接收到目的IP地址不为所述虚服务IP地址的报文时，则说明服务端无需针对该报文进行业务处理，即负载均衡设备可以丢弃该报文。

在实际应用中，上述报文通常为UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)报文。

用户在设定特征提取规则时，可以先对需要实现的业务进行分析，以了解客户端在实现该业务时，向服务端发送的报文所具有的相似之处或特定规律，从而可以将该报文中体现该相似之处或特定规律的字段确定为与该业务对应的报文特征，并根据确定的报文特征设定特征提取规则。举例来说，假设客户端在实现某一业务时，向服务端发送的报文的报文内容中第11字节至第20字节为相似字段，则用户可以将报文内容中第11字节至第20字节这一字段确定为与该业务对应的报文特征，并设定从第11字节开始，提取10字节长度的报文内容作为报文特征的特征提取规则。

后续，针对接收到的目的IP地址为虚服务IP地址的报文，负载均衡设备可以根据用户预先设定的特征提取规则，从该特征提取规则指定的数据起始位置开始，提取该特征提取规则指定的数据长度的报文内容，作为该报文的报文特征。继续以上述举例为例，用户预先设定的特征提取规则指定的数据起始位置为报文内容中第11字节，该特征提取规则指定的数据长度为10字节，即针对接收到的目的IP地址为虚服务IP地址的报文，负载均衡设备可以根据该特征提取规则，从第11字节开始，提取10字节长度的报文内容，作为该报文的报文特征。

负载均衡设备在提取出上述报文的报文特征后，可以基于该报文特征，判断该报文是否命中本地保存的会话表项。其中，会话表项中保存有报文的报文特征与转发结果(即该报文对应的实服务IP地址)的对应关系。

如果该报文特征未命中该会话表项，则负载均衡设备可以基于用户预先设定的负载均衡算法，确定该报文特征对应的实服务IP地址(即确定分担该报文的服务端)，并将该报文的目的IP地址修改为该实服务IP地址，以将修改后的报文转发给对应的服务端进行业务处理。同时，负载均衡设备可以将该报文特征与转发结果(即该实服务IP地址)的对应关系添加至该会话表项中。

后续，负载均衡设备在再次接收到报文特征与该报文的报文特征对应相同业务的报文时，可以基于该报文特征命中的会话表项，将该报文的目的IP地址修改为对应的实服务IP地址，以将修改后的报文转发给对应的服务端进行业务处理。其中，负载均衡算法的具体内容可以参考相关技术中的描述，本申请在此不再赘述。

另一方面，如果该报文特征命中该会话表项，则负载均衡设备可以基于该会话表项，将该报文的目的IP地址修改为对应的实服务IP地址，以将修改后的报文转发给对应的服务端进行业务处理。

以图1所示的分布式系统为例，假设服务端1的IP地址为实服务IP地址1，服务端2的IP地址为实服务IP地址2，服务端1和服务端2映射的一个虚拟服务端的IP地址为虚服务IP地址3；进一步假设客户端1和客户端3共同实现业务1，客户端2和客户端3共同实现业务2。

负载均衡设备在接收到客户端1发送的目的IP地址为虚服务IP地址3的报文时，可以先根据用户预先设定的特征提取规则，提取该报文的报文特征(假设为报文特征1)。负载均衡设备在提取出该报文特征后，可以基于该报文特征，判断该报文是否命中本地保存的会话表项。假设此时报文特征1命中该会话表项，且命中的会话表项中保存的是报文特征1与实服务IP地址1的对应关系，则说明此时由服务端1分担与业务1对应的报文，负载均衡设备可以将该报文的目的IP地址修改为实服务IP地址1，以将修改后的报文转发给服务端1进行业务处理。

负载均衡设备在接收到客户端2发送的目的IP地址为虚服务IP地址3的报文时，也可以先根据用户预先设定的特征提取规则，提取该报文的报文特征(假设为报文特征2)。假设此时报文特征2未命中该会话表项，则负载均衡设备可以基于用户预先设定的负载均衡算法，确定报文特征2对应的实服务IP地址，即确定分担与业务2对应的报文的服务端。假设负载均衡设备确定由服务端2分担与业务2对应的报文，则负载均衡设备可以将该报文的目的IP地址修改为实服务IP地址2，以将修改后的报文转发给服务端2进行业务处理。同时，负载均衡设备可以将报文特征2与实服务IP地址2的对应关系添加至该会话表项中。

后续，负载均衡设备在接收到客户端3发送的目的IP地址为虚服务IP地址3的报文时，如果此时提取出的该报文的报文特征为报文特征1，则由于报文特征1命中该会话表项，且命中的会话表项中保存的是报文特征1与实服务IP地址1的对应关系，因此负载均衡设备可以将该报文的目的IP地址修改为实服务IP地址1，以将修改后的报文发送给服务端1进行业务处理。另一方面，负载均衡设备在接收到客户端3发送的目的IP地址为虚服务IP地址3的报文时，如果此时提取出的该报文的报文特征为报文特征2，则由于报文特征2命中该会话表项，且命中的会话表项中保存的是报文特征2与实服务IP地址2的对应关系，因此负载均衡设备可以将该报文的目的IP地址修改为实服务IP地址2，以将修改后的报文发送给服务端2进行业务处理。

由上述实施例可见，由于与同一业务对应的报文通常具有相同或相似的报文特征，因此负载均衡设备可以基于报文的报文特征，对接收到的目的IP地址为虚服务IP地址的报文进行负载均衡处理。采用这样的方式，可以保证将与同一业务对应的报文分担至同一服务端进行业务处理，而无需考虑这些报文是否由同一客户端发送，从而可以避免出现由于将与同一业务对应的报文分担至不同的服务端而导致的业务处理失败的问题。

与前述负载均衡方法的实施例相对应，本申请还提供了负载均衡装置的实施例。

本申请负载均衡装置的实施例可以应用在负载均衡设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在负载均衡设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请负载均衡装置所在负载均衡设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的负载均衡设备通常根据该负载均衡的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图4，为本申请一示例性实施例示出的一种负载均衡装置的框图。该装置400可以应用于图3所示的负载均衡设备，包括：

提取单元401，用于在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征；

判断单元402，用于基于所述报文特征，判断所述报文是否命中会话表项；

第一转发单元403，用于在所述报文未命中所述会话表项时，基于预设的负载均衡算法，转发所述报文，并将所述报文特征与转发结果的对应关系添加至所述会话表项中。

在一个可选的实施例中，所述提取单元401可以包括：

提取子单元4011，用于从预设的特征提取规则指定的数据起始位置开始，提取所述特征提取规则指定的数据长度的报文内容，作为所述报文的报文特征。

在另一个可选的实施例中，所述装置400还可以包括：

第二转发单元404，用于在所述报文命中所述会话表项时，基于命中的会话表项，转发所述报文。

在另一个可选的实施例中，所述装置400还可以包括：

丢弃单元405，用于在接收到目的IP地址不为所述虚服务IP地址的报文时，丢弃所述报文。

在另一个可选的实施例中，所述报文为UDP报文。

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。

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 (10)

1.一种负载均衡方法，其特征在于，所述方法应用于负载均衡设备，包括：

在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征；

基于所述报文特征，判断所述报文是否命中会话表项；

如果所述报文未命中所述会话表项，则基于预设的负载均衡算法，转发所述报文，并将所述报文特征与转发结果的对应关系添加至所述会话表项中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征，包括：

从预设的特征提取规则指定的数据起始位置开始，提取所述特征提取规则指定的数据长度的报文内容，作为所述报文的报文特征。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述报文命中所述会话表项，则基于命中的会话表项，转发所述报文。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到目的IP地址不为所述虚服务IP地址的报文时，丢弃所述报文。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述报文为用户数据报协议UDP报文。

6.一种负载均衡装置，其特征在于，所述装置应用于负载均衡设备，包括：

提取单元，用于在接收到目的IP地址为虚服务IP地址的报文时，基于预设的特征提取规则，提取所述报文的报文特征；

判断单元，用于基于所述报文特征，判断所述报文是否命中会话表项；

第一转发单元，用于在所述报文未命中所述会话表项时，基于预设的负载均衡算法，转发所述报文，并将所述报文特征与转发结果的对应关系添加至所述会话表项中。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述提取单元包括：

提取子单元，用于从预设的特征提取规则指定的数据起始位置开始，提取所述特征提取规则指定的数据长度的报文内容，作为所述报文的报文特征。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二转发单元，用于在所述报文命中所述会话表项时，基于命中的会话表项，转发所述报文。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

丢弃单元，用于在接收到目的IP地址不为所述虚服务IP地址的报文时，丢弃所述报文。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报文为UDP报文。