CN108718338B - 一种节点确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节点确定方法及装置，该方法包括：根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；依据预设节点的静态权重系数和所述负载系数，确定所述节点的权重系数；将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组；根据所述第一节点组中的节点的负载系数，判断所述第一节点组是否过载；如果否，则根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点。本发明基于对节点的过载判定，实现了合理确定服务节点的目的。

Description

一种节点确定方法及装置
技术领域
本发明涉及负载均衡技术领域，特别是涉及一种节点确定方法及装置。
背景技术
伴随着互联网技术的日益发展，互联网所提供的服务内容也越来越多，对于某些服务来说，通常需要设置多个服务器来同时提供服务，以进行负载均衡，提高服务质量。若一个服务存在多个服务节点，通常需要确定某个节点来作为有效节点进行服务，以实现负载均衡，该节点是被管理的服务器的逻辑分组。
现有技术中一般是采用等概率选取模式，即一个服务，如果存在多个服务节点可以提供服务，则随机选取一个节点。例如，对于一个服务存在多个节点时，一般都是利用LVS进行负载均衡的，即采用轮询模式。这种等概率的选取模式，不能充分考虑节点的本身负载情况，对于过载的节点，会使得性能下降，而对于空闲的节点，造成资源浪费，因此不能充分利用节点本身的负载情况，选取到的节点效果较差。
发明内容
针对于上述问题，本发明提供一种节点确定方法及装置，基于对节点的过载判定，实现了合理确定服务节点的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种节点确定方法，包括：
根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
依据预设节点的静态权重系数和所述负载系数，确定所述节点的权重系数；
将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组；
根据所述第一节点组中的节点的负载系数，判断所述第一节点组是否过载；
如果否，则根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点。
可选地，还包括：
若所述第一节点组过载，则将所述第一节点组和分组得到的第二节点组进行组合，得到第三节点组；
判断所述第三节点组是否过载，如果否，则在所述第三节点组中确定目标节点。
可选地，所述根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数，包括：
判断所述节点的出口带宽压力是否不大于所述负载阈值，如果是，则将所述节点的负载系数确定为第一数值；
如果否，则将所述节点确定为过载节点。
可选地，还包括：
若所述节点已使用带宽大于所述负载阈值，则确定所述节点的最大带宽值，并基于所述最大带宽值和所述负载阈值确定偏移量基数；
根据所述偏移量基数、节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数。
可选地，所述将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组，包括：
确定未过载节点，根据所述未过载节点的匹配精度和优先级进行节点分组，得到第一节点组，其中，所述匹配精度表征服务的请求域名与所述节点放入提供域名的匹配度，所述优先级为对所述节点预先设置的优先等级。
可选地，所述根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点，包括：
计算所述第一节点组中各个节点的权重系数之和；
计算所述各个节点的权重系数在所述权重系数之和中的比重值，将所述比重值确定为节点的节点概率；
将所述各个节点的节点概率进行排序，选取出满足预设排序条件的节点确定为目标节点。
一种节点确定装置，包括：
负载系数计算单元，用于根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
权重系数确定单元，用于依据预设节点的静态权重系数和所述负载系数，确定所述节点的权重系数；
节点分组单元，用于将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组；
分组过载判断单元，用于根据所述第一节点组中的节点的负载系数，判断所述第一节点组是否过载；
节点确定单元，用于如果否，则根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点。
可选地，还包括：
组合单元，用于若所述第一节点组过载，则将所述第一节点组和分组得到的第二节点组进行组合，得到第三节点组；
过载判断单元，用于判断所述第三节点组是否过载，如果否，则在所述第三节点组中确定目标节点。
可选地，所述负载系数计算单元包括：
第一负载系数确定子单元，用于判断所述节点的出口带宽压力是否不大于所述负载阈值，如果是，则将所述节点的负载系数确定为第一数值；
第一确定子单元，用于如果否，则将所述节点确定为过载节点。
第二确定子单元，用于若所述节点已使用带宽大于所述负载阈值，则确定所述节点的最大带宽值，并基于所述最大带宽值和所述负载阈值确定偏移量基数；
第二负载系数确定子单元，用于根据所述偏移量基数、节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
可选地，所述分组单元具体用于：
确定未过载节点，根据所述未过载节点的匹配精度和优先级进行节点分组，得到第一节点组，其中，所述匹配精度表征服务的请求域名与所述节点放入提供域名的匹配度，所述优先级为对所述节点预先设置的优先等级。
相较于现有技术，本发明提供了一种节点确定方法，通过计算节点的负载系数和权重系数，并将满足预设条件的节点进行分组，然后确定节点分组是否过载，进而确定目标节点。由于在计算过程中结合了节点的动态参数和静态参数，实现了对节点的动态过载判定，充分考虑了节点本身的负载状态，进而可以合理确定作为服务的有效节点。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种节点确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种节点带宽使用情况的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种节点确定装置的结构示意图。
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。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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
在本发明实施例中提供了一种节点确定方法，参见图1，包括：
S11、根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
节点可以理解为被管理的服务器的逻辑分组，节点通常对应于具有不同IP主机地址的逻辑或物理计算机系统，节点不能跨越多台计算机。
在计算节点的负载系数时，可以包括：
判断所述节点的出口带宽压力是否不大于所述负载阈值，如果是，则将所述节点的负载系数确定为第一数值；
如果否，则将所述节点确定为过载节点。
可选地，还包括：
若所述节点已使用带宽大于所述负载阈值，则确定所述节点的最大带宽值，并基于所述最大带宽值和所述负载阈值确定偏移量基数；
根据所述偏移量基数、节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数。
需要说明的是，负载系数表示某个节点当前可用的负载能力。在本发明实施例中负载系数L为[0，100]之间的数值，根据节点出口带宽压力C与负载阈值T计算得出。节点带宽使用情况参见附图2。
如当前已使用带宽未超过负载临界带宽即负载阈值，则负载系数恒定为100，表示该节点负载无压力。
公式表示如下：
Currentnode<＝Thresholdnode
Loadablenode＝100
其中，Currentnode为节点出口带宽压力C，Thresholdnode为负载阈值T，Loadablenode为负载系数L。
如果当前已使用带宽大于负载临界带宽，则当前带宽接近最大带宽M，负载系数越低且下降的越快，该过程需要不断优化调整。
Currentnode>Thresholdnode
Loadablenode＝100-Rateoffset*(Currentnode-Thresholdnode)/(Maxnode-Thresholdnode)
其中，Maxnode表示最大带宽M，Rateoffset[0～100]是在节点过载时，负载系数的下调偏移量基数，该值可以参照负载阈值T与最大带宽M的比值来设置，例如，Rateoffset≈100–(Thresholdnode/Maxnode)*100。
需要说明的是，以上公式假设节点上每个请求所占带宽资源一致或相差微小，且请求频率均匀时为前提。当该节点过载，并且GNLB通过以上公式调度后，该节点的负载量会无限接近负载阈值，但始终会处于过载状态。
S12、依据预设节点的静态权重系数和所述负载系数，确定所述节点的权重系数；
负载系数会影响该节点在分组调度中的权重。每个节点都会设定一个静态权重系数Wstatic，其取值在该范围[0-100]，最终权重系数由静态权重系数和负载系数决定。公式如下：
Weightnode＝Weightstatic*Loadablenode/100
其中，Weightnode表示权重系数，Weightstatic表示静态权重系数。
在GNLB业务流程中，一个分组内各节点权重系数表示该节点会被选取的概率。
S13、将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组；
需要说明的是，判断服务过载时需要先判定节点过载再基尼系那个分组过载判定。
其中，节点以带宽压力衡量，当节点的带宽压力C大于设定负载阈值T时，该节点被认为是过载的，节点过载会影响该节点的权重，在过载情况下，负载越高权重越低，然后优选未过载的节点进行分组。
具体的，根据预设条件将节点进行分组，通过设置节点优先级，该节点优先级表示某节点的分组级别，节点的优先级影响GNLB业务流程中的节点分组，因此，预设条件可以包括将同一匹配精度且优先级相同的节点分在一组，其中，节点的优先级可以根据运营的情况进行调整并生效应用，匹配精度指请求域名与提供域名服务的值进行匹配。
S14、根据所述第一节点组中的节点的负载系数，判断所述第一节点组是否过载，如果否，则执行S15；
分组过载的判断是以带宽压力衡量，当分组内所有节点的带宽压力总和∑group大于节点数N与某一个设定值R，该分组认为是过载的，具体的可以表示为：
(Currentnode1+Currentnode2+…+Currentnoden)>Numnodes*Rategroup
其中，Rategroup可以理解成整个组下所有节点的负载平均达到一个比例的临界点。在GNLB的业务流程中，当最佳分组过载并有冗余分组时，GNLB会将最佳分组与次佳分组合并成一个新的分组重新进行分组过载判断。
若所述第一节点组过载，则将所述第一节点组和分组得到的第二节点组进行组合，得到第三节点组；
判断所述第三节点组是否过载，如果否，则在所述第三节点组中确定目标节点。
S15、根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点。
其中，目标节点为服务有效节点，即有效节点。
可以包括：
计算所述第一节点组中各个节点的权重系数之和；
计算所述各个节点的权重系数在所述权重系数之和中的比重值，将所述比重值确定为节点的节点概率；
将所述各个节点的节点概率进行排序，选取出满足预设排序条件的节点确定为目标节点。
其中，预设排序条件根据实际需求进行设置，例如只需要确定一个有效节点，则该预设排序条件可以为节点概率最该的节点，若需要确定两个有效节点，则对应的为节点概率排序靠前的两个节点。
如果第一节点组没有过载，则计算该第一节点组中节点被选概率，通过节点概率确定目标节点。
例如，第一节点组包括节点1和节点2，则：
选择节点1的节点概率为:节点1权重系数/(节点1权重系数+节点2权重系数)；
选择节点2的节点概率为:节点2权重系数/(节点1权重系数+节点2权重系数)。
本发明提供了一种节点确定方法，通过计算节点的负载系数和权重系数，并将满足预设条件的节点进行分组，然后确定节点分组是否过载，进而确定目标节点，由于在计算过程中结合了节点的动态参数和静态参数，实现了对节点的动态过载判定，充分考虑了节点本身的负载状态，进而可以合理确定作为服务的有效节点。
下面通过调度策略说明该节点确定方法，由于影响全局节点调度的参数有：节点覆盖区域、负载系数、权重系数和节点优先级。
可以将全局调度策略格式定义为：区域+域名：{节点1，节点2，节点3……}
若请求API功能服务的域名为api.ipanel.com，请求的客户端IP解析到的区域是广州电信(GT/GD/GZ)，此时则需要将当前及上级、上上级都找出来。
即包括：
广州电信(CT/GD/GZ)+api.ipanel.com：{节点1，节点2，节点3}
广东电信(CT/GD)+api.ipanel.com：{节点4，节点5，节点6}
中国电信(CT)+api.ipanel.com：{节点7，节点8，节点9}
……
也就是说明节点1到9均可以提供服务，其中，每个节点都包括以下信息：
节点IP、优先级、负载系数、权重系数，备注等等。
根据服务域名区域和优先级对上述节点进行分组，若节点的信息排序如下：
节点1(广州电信，优先级1)
节点2(广州电信，优先级1)
节点3(广州电信，优先级2)
节点4(广东电信，优先级1)
节点5(广东电信，优先级1)
节点6(广东电信，优先级2)
节点7(中国电信，优先级1)
节点8(中国电信，优先级2)
节点9(中国电信，优先级3)
则分组信息为：
第一组：节点1、节点2
第二组：节点3
第三组：节点4、节点5
第四组：节点6
第五组：节点7
第六组：节点8
第七组：节点9
分组后，从第一组开始，检测该组是否过载，其中，过载公式可以表示为：
节点数*静态权重系数>∑(所有节点的负载系数之和)
如果没有过载，则确定有效节点即承担服务的节点。
以第一组为例(包含节点1、节点2)
选择节点1的概率为:节点1权重系数/(节点1权重系数+节点2权重系数)
选择节点2的概率为:节点2权重系数/(节点1权重系数+节点2权重系数)
如果过载，则添加下一组，重新组成一个新的组
例如第一组和第二组合并，成为一个新的分组(包含节点1，节点2，节点3)
重新判断是否过载，继续执行以上流程处理。即过载则将下一组加入，并与原来的组合并成为一个新的组，一直到将所有的组合并选择出一个有效节点为止。
在本发明实施例中通过多个节点调度的参数，合理的动态参数与静态参数的配合计算，最后得到一个最佳的服务节点，类似一种公平和合理的选举制度，从而保证相对的机会的公平和规则的公平，进而确定有效节点。
对应的，在本发明实施例中还一种节点确定装置，参见图3，包括：
负载系数计算单元10，用于根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
权重系数确定单元20，用于依据预设节点的静态权重系数和所述负载系数，确定所述节点的权重系数；
节点分组单元30，用于将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组；
分组过载判断单元40，用于根据所述第一节点组中的节点的负载系数，判断所述第一节点组是否过载；
节点确定单元50，用于如果否，则根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点。
可选地，还包括：
组合单元，用于若所述第一节点组过载，则将所述第一节点组和分组得到的第二节点组进行组合，得到第三节点组；
过载判断单元，用于判断所述第三节点组是否过载，如果否，则在所述第三节点组中确定目标节点。
可选地，所述负载系数计算单元包括：
第一负载系数确定子单元，用于判断所述节点的出口带宽压力是否不大于所述负载阈值，如果是，则将所述节点的负载系数确定为第一数值；
第一确定子单元，用于如果否，则将所述节点确定为过载节点。
第二确定子单元，用于若所述节点已使用带宽大于所述负载阈值，则确定所述节点的最大带宽值，并基于所述最大带宽值和所述负载阈值确定偏移量基数；
第二负载系数确定子单元，用于根据所述偏移量基数、节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
可选地，所述分组单元具体用于：
确定未过载节点，根据所述未过载节点的匹配精度和优先级进行节点分组，得到第一节点组，其中，所述匹配精度表征服务的请求域名与所述节点放入提供域名的匹配度，所述优先级为对所述节点预先设置的优先等级。
相较于现有技术，本发明提供了一种节点确定装置，通过负载系数计算单元和权重系数确定单元计算节点的负载系数和权重系数，并在节点分组单元中将满足预设条件的节点进行分组，然后通过分组过载判断单元和节点确定单元确定节点分组是否过载，进而确定目标节点，由于在计算过程中结合了节点的动态参数和静态参数，实现了对节点的动态过载判定，充分考虑了节点本身的负载状态，进而可以合理确定作为服务的有效节点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种节点确定方法，其特征在于，包括：
根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数，包括：判断所述节点的出口带宽压力是否不大于所述负载阈值，如果是，则将所述节点的负载系数确定为第一数值；如果否，则将所述节点确定为过载节点；若所述节点已使用带宽大于所述负载阈值，则确定所述节点的最大带宽值，并基于所述最大带宽值和所述负载阈值确定偏移量基数；根据所述偏移量基数、节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
依据预设节点的静态权重系数和所述负载系数，确定所述节点的权重系数；
将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组；
根据所述第一节点组中的节点的负载系数，判断所述第一节点组是否过载；
如果否，则根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述第一节点组过载，则将所述第一节点组和分组得到的第二节点组进行组合，得到第三节点组；
判断所述第三节点组是否过载，如果否，则在所述第三节点组中确定目标节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组，包括：
确定未过载节点，根据所述未过载节点的匹配精度和优先级进行节点分组，得到第一节点组，其中，所述匹配精度表征服务的请求域名与所述节点放入提供域名的匹配度，所述优先级为对所述节点预先设置的优先等级。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点，包括：
计算所述第一节点组中各个节点的权重系数之和；
计算所述各个节点的权重系数在所述权重系数之和中的比重值，将所述比重值确定为节点的节点概率；
将所述各个节点的节点概率进行排序，选取出满足预设排序条件的节点确定为目标节点。
5.一种节点确定装置，其特征在于，包括：
负载系数计算单元，用于根据节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数；
权重系数确定单元，用于依据预设节点的静态权重系数和所述负载系数，确定所述节点的权重系数；
节点分组单元，用于将满足预设条件的节点进行分组，得到第一节点组；
分组过载判断单元，用于根据所述第一节点组中的节点的负载系数，判断所述第一节点组是否过载；
节点确定单元，用于如果否，则根据所述节点的权重系数计算获得节点概率，并依据所述节点概率确定目标节点；
所述负载系数计算单元包括：
第一负载系数确定子单元，用于判断所述节点的出口带宽压力是否不大于所述负载阈值，如果是，则将所述节点的负载系数确定为第一数值；
第一确定子单元，用于如果否，则将所述节点确定为过载节点；
第二确定子单元，用于若所述节点已使用带宽大于所述负载阈值，则确定所述节点的最大带宽值，并基于所述最大带宽值和所述负载阈值确定偏移量基数；
第二负载系数确定子单元，用于根据所述偏移量基数、节点的出口带宽压力和负载阈值，计算获得所述节点的负载系数。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
组合单元，用于若所述第一节点组过载，则将所述第一节点组和分组得到的第二节点组进行组合，得到第三节点组；
过载判断单元，用于判断所述第三节点组是否过载，如果否，则在所述第三节点组中确定目标节点。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分组单元具体用于：
确定未过载节点，根据所述未过载节点的匹配精度和优先级进行节点分组，得到第一节点组，其中，所述匹配精度表征服务的请求域名与所述节点放入提供域名的匹配度，所述优先级为对所述节点预先设置的优先等级。
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