CN108234546B - 一种负载均衡方法及负载均衡器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种负载均衡方法及负载均衡器，其中所述方法包括：负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求；负载均衡器在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象；负载均衡器通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。

Description

一种负载均衡方法及负载均衡器

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，尤其涉及一种负载均衡方法及负载均衡器。

背景技术

随着互联网技术的快速发展，大数据计算领域和云计算领域不断涌现出新的技术，一方面为海量数据的计算提供更好的平台工具；另一方面解决了分布式系统资源利用率不足的问题。其中，Docker是大数据计算领域和云计算领域中一个开源的引擎，它可以轻松地为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、相互隔离的容器。开发者可以将测试通过的容器批量地在以下生产环境中部署：VMs虚拟机、OpenStack集群和其它基础应用平台。作为一种新兴的虚拟化技术，Docker跟传统的虚拟化技术相比具有众多的优势，例如：可以实现更快捷的交付和部署、更高效的虚拟化、更轻松的迁移和扩展以及更简单的管理。

Kubernetes作为Docker生态圈中的重要一员，它是一个在集群主机间进行自动化部署、扩展和容器操作的提供以容器为中心基础设施的开源平台。Kubernetes集群包括两种角色：Kubernetes代理和Kubernetes服务，代理角色的组件包括：Kube-proxy和Kubelet，它们同时部署在一个节点上，这个节点也就是代理节点。

在现有的Kubernetes组网方案中，Kube-proxy接收各个应用程序发送的访问请求，然后Kube-proxy确定各个访问请求的Service类型，最后Kube-proxy 根据各个访问请求的Service类型将各个访问请求转发给各个Service类型对应的目标调度单元。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在现有的Kubernetes组网方案中，由于全部应用程序发送的访问请求都会经过代理节点Kube-proxy，因此，Kube-proxy将会成为Kubernetes为各个应用程序提供集群服务的瓶颈。该方案通过Kube-proxy转发访问请求，会带来30％以上的网络性能损耗，这对于电信企业应用是无法忍受的。

进一步的，在现有的Kubernetes组网方案中，Kube-proxy根据各个访问请求的Service类型确定各个目标调度单元。也就是说，Kube-proxy需要先确定各个访问请求的Service类型，然后根据Service类型确定各个目标调度单元。这样就会降低访问请求的转发效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种负载均衡方法及负载均衡器，不仅可以降低Kubernetes的网络损耗，而且还能够提高访问请求的转发效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种负载均衡方法，包括：

负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求；

负载均衡器在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象；

负载均衡器通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。

在上述实施例中，在所述负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求之前，所述方法还包括：

负载均衡器获取全部调度单元的IP地址；

负载均衡器根据全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成所述调度对象列表。

在上述实施例中，在所述负载均衡器获取全部调度单元的IP地址之后，所述方法还包括：

负载均衡器根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址；

负载均衡器将各个调度单元的子网地址和网关地址保存到预先设置的路由规则表中。

在上述实施例中，所述负载均衡器根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址，包括：

负载均衡器按照第一转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述子网地址；

负载均衡器按照第二转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述网关地址。

在上述实施例中，所述方法还包括：

当在全部调度单元中添加/删除/修改至少一个调度单元时，负载均衡器获取当前全部调度单元的IP地址；

负载均衡器根据当前全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成当前调度对象列表；

负载均衡器将所述当前调度对象列表替换所述调度对象列表。

本发明实施例还提出了一种负载均衡器，所述负载均衡器包括：接收单元、选择单元和转发单元；其中，

所述接收单元，用于接收各个应用程序发送的访问请求；

所述选择单元，用于在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象；

所述转发单元，用于通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。

在上述实施例中，所述负载均衡器还包括：获取单元和生成单元；其中，

所述获取单元，用于获取全部调度单元的IP地址；

所述生成单元，用于根据全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成所述调度对象列表。

在上述实施例中，所述负载均衡器还包括：确定单元和存储单元；其中，

所述确定单元，用于根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址；

所述存储单元，用于将各个调度单元的子网地址和网关地址保存到预先设置的路由规则表中。

在上述实施例中，所述确定单元，具体用于按照第一转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述子网地址；按照第二转换方法将各个调度单元的IP 地址转换为所述网关地址。

在上述实施例中，所述获取单元，还用于当在全部调度单元中添加/删除/ 修改至少一个调度单元时，获取当前全部调度单元的IP地址；

所述生成单元，还用于根据当前全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成当前调度对象列表；将所述当前调度对象列表替换所述调度对象列表。

由此可见，在本发明实施例的技术方案中，负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求，然后在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象，最后通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。也就是说，在本发明的具体实施例中，由负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求，而且负载均衡器在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象，然后通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。而在现有技术中，Kube-proxy接收各个应用程序发送的访问请求，然后Kube-proxy确定各个访问请求的Service类型，最后Kube-proxy根据各个访问请求的Service类型将各个访问请求转发给各个Service类型对应的目标调度单元。因此，和现有技术相比，本发明实施例提出的负载均衡方法及负载均衡器，不仅可以降低Kubernetes的网络损耗，而且还能够提高访问请求的转发效率；并且，本发明实施例的技术方案实现简单方便、便于普及，适用范围更广。

附图说明

图1为本发明实施例中负载均衡方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例中负载均衡器确定各个调度单元的子网地址和网关地址的实现方法流程示意图；

图3为本发明实施例中负载均衡器的第一组成结构示意图；

图4为本发明实施例中负载均衡器的第二组成结构示意图。

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。

图1为本发明实施例中负载均衡方法的实现流程示意图。如图1所示，负载均衡方法包括以下步骤：

步骤101、负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求。

在本发明的具体实施例中，负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求。具体地，各个应用程序可以预先获取负载均衡器的IP地址和端口号；然后各个应用程序根据负载均衡器的IP地址和端口号将访问请求发送给负载均衡器。

步骤102、负载均衡器在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象。

在本发明的具体实施例中，负载均衡器在接收到各个应用程序发送的访问请求之后，可以在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象。具体地，负载均衡器可以在调度对象列表中任意选择调度对象作为各个访问请求对应的目标对象；负载均衡器也可以按照从上到下的顺序在调度对象列表中选择调度对象作为各个访问请求对应的目标对象。其中，调度对象列表中的各个调度对象可以包括各个调度单元的IP地址和端口号。具体地，调度对象列表可以如下述表1所示：

表1

在本发明的具体实施例中，调度对象1可以包括：IP地址1和端口号1；调度对象2可以包括：IP地址2和端口号2；其中，M和N均为大于等于1的自然数。

步骤103、负载均衡器通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。

在本发明的具体实施例中，负载均衡器在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象之后，可以通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。具体地，各个调度对象对应的调度单元可以如下述表2所示：

调度对象	调度单元
		调度对象1	调度单元1
调度对象2	调度单元2
		…	…
调度对象M	调度单元K

表2

在本发明的具体实施例中，各个调度对象对应一个调度单元。具体地，调度对象1对应调度单元1；调度对象2对象调度单元2；…调度单元M对应调度单元K；其中，K为大于等于1的自然数。

较佳地，在本发明的具体实施例中，在负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求之前，负载均衡器还可以获取全部调度单元的IP地址，然后负载均衡器根据全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成调度对象列表。例如，假设负载均衡器获取全部调度单元的IP地址为：IP地址1、IP地址2和IP 地址3；预先设置的端口号为：端口号1和端口号2。那么，负载均衡器可以生成如下述表3所示的调度对象列表：

调度对象	IP地址	端口号
			调度对象1	IP地址1	端口号1
调度对象2	IP地址1	端口号2
			调度对象3	IP地址2	端口号1
调度对象4	IP地址2	端口号2
			调度对象5	IP地址3	端口号1
调度对象6	IP地址3	端口号2

表3

如上述表3所示，调度对象列表中的调度对象1包括：IP地址1和端口号1；调度对象2包括：IP地址1和端口号2；调度对象3包括：IP地址2和端口号1；调度对象4包括：IP地址2和端口号2；调度对象5包括：IP 地址3和端口号1；调度对象6包括：IP地址3和端口号2。

较佳地，在本发明的具体实施例中，负载均衡器在获取到全部调度单元的 IP地址之后，负载均衡器还可以根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址；然后负载均衡器将各个调度单元的子网地址和网关地址保存到预先设置的路由规则表中。

图2为本发明实施例中负载均衡器确定各个调度单元的子网地址和网关地址的实现方法流程示意图。如图2所示，负载均衡器根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址的方法可以包括以下步骤：

步骤201、负载均衡器按照第一转换方法将各个调度单元的IP地址转换为子网地址。

在本发明的具体实施例中，负载均衡器在获取到全部调度单元的IP地址之后，可以按照第一转换方法将各个调度单元的IP地址转换为子网地址。具体地，当负载均衡器获取到的全部调度单元的IP地址为十进制格式时，负载均衡器可以先将获取到的各个调度单元的IP地址转换为二进制格式；然后将最后二进制格式的IP地址的最后六位设置为“0”；最后负载均衡器再将该二进制格式的IP 地址转换为十进制格式。该十进制格式的IP地址即为子网地址。

步骤202、负载均衡器按照第二转换方法将各个调度单元的IP地址转换为网关地址。

在本发明的具体实施例中，负载均衡器在获取到全部调度单元的IP地址之后，可以按照第二转换方法将各个调度单元的IP地址转换为网关地址。具体地，当负载均衡器获取到的全部调度单元的IP地址为十进制格式时，负载均衡器可以先将获取到的各个调度单元的IP地址转换为二进制格式；然后将最后二进制格式的IP地址的最后一位设置为“1”；最后负载均衡器再将该二进制格式的IP 地址转换为十进制格式。该十进制格式的IP地址即为网关地址。

根据上述的分析可知，通过上述的步骤201～202，负载均衡器可以根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址，然后可以将各个调度单元的子网地址和网关地址保存到预先设置的路由规则表中。

较佳地，在本发明的具体实施例中，当在全部调度单元中添加/删除/修改至少一个调度单元时，负载均衡器获取当前全部调度单元的IP地址；然后负载均衡器可以根据当前全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成当前调度对象列表；最后负载均衡器将当前调度对象列表替换原来的调度对象列表。

本发明实施例提出的负载均衡方法，负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求，然后在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象，最后通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。也就是说，在本发明的具体实施例中，由负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求，而且负载均衡器在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象，然后通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。而在现有技术中，Kube-proxy接收各个应用程序发送的访问请求，然后Kube-proxy确定各个访问请求的Service类型，最后Kube-proxy根据各个访问请求的Service类型将各个访问请求转发给各个Service类型对应的目标调度单元。因此，和现有技术相比，本发明实施例提出的负载均衡方法，不仅可以降低Kubernetes的网络损耗，而且还能够提高访问请求的转发效率；并且，本发明实施例的技术方案实现简单方便、便于普及，适用范围更广。

图3为本发明实施例中负载均衡器的第一组成结构示意图。如图3所示，所述负载均衡器包括：接收单元301、选择单元302和转发单元303；其中，

所述接收单元301，用于接收各个应用程序发送的访问请求；

所述选择单元302，用于在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象；

所述转发单元303，用于通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。

图4为本发明实施例中负载均衡器的第二组成结构示意图。如图4所示，所述负载均衡器还包括：获取单元304和生成单元305；其中，

所述获取单元304，用于获取全部调度单元的IP地址；

所述生成单元305，用于根据全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成所述调度对象列表。

进一步的，所述负载均衡器还包括：确定单元306和存储单元307；其中，

所述确定单元306，用于根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址；

所述存储单元307，用于将各个调度单元的子网地址和网关地址保存到预先设置的路由规则表中。

进一步的，所述确定单元306，具体用于按照第一转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述子网地址；按照第二转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述网关地址。

进一步的，所述获取单元304，还用于当在全部调度单元中添加/删除/修改至少一个调度单元时，获取当前全部调度单元的IP地址；

所述生成单元，还用于根据当前全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成当前调度对象列表；将所述当前调度对象列表替换所述调度对象列表。

在实际应用中，所述接收单元301、选择单元302、转发 单元303、获取单元304、生成单元305、确定单元306和存储单元307均可由位于负载均衡器的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。

本发明实施例提出的负载均衡器，负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求，然后在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象，最后通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。也就是说，在本发明的具体实施例中，由负载均衡器接收各个应用程序发送的访问请求，而且负载均衡器在预先保存的调度对象列表中选择各个访问请求对应的目标调度对象，然后通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。而在现有技术中，Kube-proxy接收各个应用程序发送的访问请求，然后Kube-proxy确定各个访问请求的Service类型，最后Kube-proxy根据各个访问请求的Service类型将各个访问请求转发给各个Service类型对应的目标调度单元。因此，和现有技术相比，本发明实施例提出的负载均衡器，不仅可以降低Kubernetes的网络损耗，而且还能够提高访问请求的转发效率；并且，本发明实施例的技术方案实现简单方便、便于普及，适用范围更广。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种负载均衡方法，其特征在于，所述方法包括：

负载均衡器获取全部调度单元的IP地址；

所述负载均衡器根据全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成调度对象列表；所述调度对象列表中的每个调度对象分别对应一个调度单元，所述每个调度对象包括与其对应的调度单元的IP地址和端口号；

所述负载均衡器接收各个应用程序根据所述负载均衡器的IP地址和端口号发送的访问请求；

所述负载均衡器在所述调度对象列表中任意选择调度对象作为各个访问请求对应的目标调度对象；

所述负载均衡器通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述负载均衡器获取全部调度单元的IP地址之后，所述方法还包括：

所述负载均衡器根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址；

所述负载均衡器将各个调度单元的子网地址和网关地址保存到预先设置的路由规则表中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负载均衡器根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址，包括：

所述负载均衡器按照第一转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述子网地址；

所述负载均衡器按照第二转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述网关地址。

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：

当在全部调度单元中添加/删除/修改至少一个调度单元时，所述负载均衡器获取当前全部调度单元的IP地址；

所述负载均衡器根据当前全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成当前调度对象列表；

所述负载均衡器将所述当前调度对象列表替换所述调度对象列表。

5.一种负载均衡器，其特征在于，所述负载均衡器包括：获取单元、生成单元、接收单元、选择单元和转发单元；其中，

所述获取单元，用于获取全部调度单元的IP地址；

所述生成单元，用于根据全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成调度对象列表；所述调度对象列表中的每个调度对象分别对应一个调度单元，所述每个调度对象包括与其对应的调度单元的IP地址和端口号；

所述接收单元，用于接收各个应用程序根据所述负载均衡器的IP地址和端口号发送的访问请求；

所述选择单元，用于在所述调度对象列表中任意选择调度对象作为各个访问请求对应的目标调度对象；

所述转发单元，用于通过各个目标调度对象将各个访问请求转发给各个目标调度对象对应的目标调度单元。

6.根据权利要求5所述的负载均衡器，其特征在于，所述负载均衡器还包括：确定单元和存储单元；其中，

所述确定单元，用于根据各个调度单元的IP地址确定各个调度单元的子网地址和网关地址；

所述存储单元，用于将各个调度单元的子网地址和网关地址保存到预先设置的路由规则表中。

7.根据权利要求6所述的负载均衡器，所述确定单元，具体用于按照第一转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述子网地址；按照第二转换方法将各个调度单元的IP地址转换为所述网关地址。

8.根据权利要求5所述的负载均衡器，所述获取单元，还用于当在全部调度单元中添加/删除/修改至少一个调度单元时，获取当前全部调度单元的IP地址；

所述生成单元，还用于根据当前全部调度单元的IP地址和预先设置的端口号生成当前调度对象列表；将所述当前调度对象列表替换所述调度对象列表。

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