CN109120480A - 基于数据中心的链路优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据中心的链路优化方法及装置，该方法包括：确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合；监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值；根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量；根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量。该方案中，可以确定出第一服务器到第二服务器的最优链路数量，从而实时调整第一服务器到第二服务器的链路，确保数据中心中的链路设置合理，进而确保网络资源的利用率较高、负载均衡。

Description

基于数据中心的链路优化方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤指一种基于数据中心的链路优化方法及装置。

背景技术

当今已经进入大数据时代，数据中心的数据流每天产生的数据量都是T级别，比如，纽约证券所每天交易量是1TB，FaceBook每一千亿照片的数据量是1PB，腾讯每天的数据量是300TB，等等。由于数据中心每天产生的数据量非常大，为了满足高带宽、低延迟的要求，数据中心通常采用远程直接数据存取(Remote Direct Memory Access，RDMA)。RDMA通过网络把数据直接传入服务器的存储器，将数据从一个系统快速移动到远程系统存储器中，而不对操作系统造成任何影响。它消除了外部存储器复制和上下文切换的开销，因而能解放内存带宽和中央处理器(Central Processing Unit，CPU)进而改进应用系统性能。如图1所示为数据中心的简易网络拓扑图，在实际的数据中心中，服务器和网络设备的数量要远远大于图中示出的数量，数据中心的网络拓扑也要复杂的多，这里仅仅以一个简单的网络拓扑图进行说明。

从图1中可以看出从一个服务器到另一个服务器之间有很多链路，而这些链路通常都是固定不动的，在实际应用中，受不同地区的用户数量不同的影响，有些服务器经常会接收到大量的业务请求，导致某些链路负载过高，而有些链路大部分时间处于低负载甚至空闲状态。可见，现有的数据中心中的链路设置不合理，这会导致网络资源的利用率较差、负载不均衡。

发明内容

本发明实施例提供一种基于数据中心的链路优化方法及装置，用以解决现有的数据中心中的链路设置不合理，这会导致网络资源的利用率较差、负载不均衡的问题。

根据本发明实施例，提供一种基于数据中心的链路优化，应用在所述数据中心包括的服务器中，包括：

确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合；

监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值；

根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量；

根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量。

具体的，确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合，具体包括：

获取所述数据中心的网络拓扑图；

根据所述网络拓扑图确定出所述第一服务器到所述第二服务的所有链路；

统计所述第一服务器到所述第二服务器的所有链路得到与所述第二服务器对应的链路集合。

具体的，根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量，具体包括：

针对每个第一设定参数，分别执行：将所述链路集合中包括的各个链路的当前第一设定参数的参数值和所述链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入所述线性加权平均算法中，得到当前第一设定参数对应的函数；

综合各个第一设定参数对应的函数，得到所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量。

具体的，根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量，具体包括：

确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量是否大于所述最优链路数量；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量大于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第一差值，暂停所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中所述第一差值的链路；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量小于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第二差值，开启所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中暂停的所述第二差值的链路。

可选的，还包括：

监控所述第一服务器到所述第二服务器的各个链路的第二设定参数的参数值；

若所述第二设定参数的参数值小于设定阈值，则执行所述监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值的步骤。

根据本发明实施例，还提供一种基于数据中心的链路优化装置，应用在所述数据中心包括的第一服务器中，包括：

第一确定模块，用于确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合；

第一监控模块，用于监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值；

第二确定模块，用于根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量；

调整模块，用于根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量。

具体的，所述第一确定模块，具体用于：

获取所述数据中心的网络拓扑图；

根据所述网络拓扑图确定出所述第一服务器到所述第二服务的所有链路；

统计所述第一服务器到所述第二服务器的所有链路得到与所述第二服务器对应的链路集合。

具体的，所述第二确定模块，具体用于：

针对每个第一设定参数，分别执行：将所述链路集合中包括的各个链路的当前第一设定参数的参数值和所述链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入所述线性加权平均算法中，得到当前第一设定参数对应的函数；

综合各个第一设定参数对应的函数，得到所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量。

具体的，所述调整模块，具体用于：

确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量是否大于所述最优链路数量；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量大于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第一差值，暂停所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中所述第一差值的链路；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量小于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第二差值，开启所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中暂停的所述第二差值的链路。

可选的，还包括：

第二监控模块，用于监控所述第一服务器到所述第二服务器的各个链路的第二设定参数的参数值；若所述第二设定参数的参数值小于设定阈值，则转向所述第一监控模块。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供一种基于数据中心的链路优化方法及装置，通过确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合；监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值；根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量；根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量。该方案中，可以确定出第一服务器到第二服务器的最优链路数量，从而实时调整第一服务器到第二服务器的链路，确保数据中心中的链路设置合理，进而确保网络资源的利用率较高、负载均衡。

附图说明

图1为现有技术中数据中心的简易网络拓扑图；

图2本发明实施例中一种基于数据中心的链路优化方法的流程图；

图3为本发明实施例中S21的流程图；

图4为本发明实施例一种基于数据中心的链路优化装置的结构示意图；

图5为本发明实施例中另一种基于数据中心的链路优化装置的结构示意图。

具体实施方式

针对现有的数据中心中的链路设置不合理，这会导致网络资源的利用率较差、负载不均衡的问题，本发明实施例提供一种基于数据中心的链路优化方法，应用在数据中心包括的第一服务器中，第一服务器可以是数据中心中的任意一个服务器，该方法的流程如图2所示，执行步骤如下：

S21：确定到数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与第二服务器对应的链路集合。

参考图1，通常数据中心中的一个服务器到另一个服务器链路会有很多个，为了进行链路优化，需要首先确定从一个服务器到另一个服务器的所有链路，其中，另一个服务器可以定义为第二服务器，第二服务器也可以是数据中心中除第一服务器之外的任意一个服务器，第一服务器到第二服务器的所有链路可以定义为与第二服务器对应的链路集合。

S22：监控链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值。

第一设定参数可以根据实际需要进行设定，可以但不限于为链路的平均周转时间、平均响应时间、处理器利用率等等。

S23：根据线性加权平均算法和监控到的链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定第一服务器到第二服务器的最优链路数量。

根据当前的网络状态和用户使用情况，第一服务器到第二服务器会有最优链路数量，可以根据线性加权平均算法和监控到的链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值进行确定。

S24：根据最优链路数量调整第一服务器到第二服务器的链路数量。

在确定出第一服务器到第二服务器的最优链路数量后，可以根据该最优链路数量调整第一服务器到第二服务器的链路数量。

具体过程为：确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量是否大于最优链路数量；若确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量大于最优链路数量，则确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量与最优链路数量的第一差值，暂停第一服务器到第二服务器的当前链路中第一差值的链路；若确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量小于最优链路数量，则确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量与最优链路数量的第二差值，开启第一服务器到第二服务器的当前链路中暂停的第二差值的链路。

其中，暂停第一服务器到第二服务器的当前链路中第一差值的链路时，可以但不限于选取第一服务器到第二服务的当前链路中最空闲的第一差值的链路暂停；相应地，开启第一服务器到第二服务器的当前链路中暂停的第二差值的链路时，可以但不限于选取第一服务器到第二服务器的当前链路中暂停的最空闲的第二差值的链路开启。

该方案中，可以确定出第一服务器到第二服务器的最优链路数量，从而实时调整第一服务器到第二服务器的链路，确保数据中心中的链路设置合理，进而确保网络资源的利用率较高、负载均衡。

具体的，上述S21中确定到数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与第二服务器对应的链路集合，实现过程如图3所示，具体包括：

S211：获取数据中心的网络拓扑图。

数据中心在最初布网的时候，会有网络拓扑图，在确定与第二服务器对应的链路集合时，需要获取数据中心的网络拓扑图。

S212：根据网络拓扑图确定出第一服务器到第二服务的所有链路。

数据中心的网络拓扑图记录的是数据中心中各个网络设备的连接关系，因此，可以根据网络拓扑图确定出第一服务器到第二服务器的所有链路。

参考图1，服务器1到服务器2的链路有很多条，例如，可以经过汇聚路由器1、边缘路由器1、汇聚路由器3到达服务器2，也可以经过汇聚路由器2、边缘路由器1、汇聚路由器3到达服务器2。

S213：统计第一服务器到第二服务器的所有链路得到与第二服务器对应的链路集合。

为了便于统计和使用，可以将第一服务器到第二服务器的所有链路进行统计，就可以得到与第二服务器对应的链路集合。

继续沿用上例，与第二服务器对应的链路集合包括两条，一条是服务器1经过汇聚路由器1、边缘路由器1、汇聚路由器3到达服务器2，另一条是服务器1经过汇聚路由器2、边缘路由器1、汇聚路由器3到达服务器2。

通过S211-S213可以实现确定到数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与第二服务器对应的链路集合。

具体的，上述S23中根据线性加权平均算法和监控到的链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定第一服务器到第二服务器的最优链路数量，具体包括：

针对每个第一设定参数，分别执行：将链路集合中包括的各个链路的当前第一设定参数的参数值和链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入线性加权平均算法中，得到当前第一设定参数对应的函数；

综合各个第一设定参数对应的函数，得到第一服务器到第二服务器的最优链路数量。

例如，前面已经描述第一设定参数可以但不限于为链路的平均周转时间、平均响应时间、处理器利用率等等，下面以平均周转时间和平均响应时间为例举例说明如何得到平均周转时间对应的函数和平均响应时间对应的函数。针对平均周转时间，可以将链路集合中包括的各个链路的平均周转时间的参数值和链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入线性加权平均算法中，得到平均周转时间对应的函数；针对平均响应时间，可以将链路集合中包括的各个链路的平均响应时间的参数值和链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入线性加权平均算法中，得到平均响应时间对应的函数。

其中，加权平均算法可以采用下列公式表示：f(k)＝L₁W₁+L₂W₂+……+L_kW_k；

式中，L₁、L₂、…、L_k是各个链路的当前第一设定参数的参数值，W₁、W₂、…、W_k是各个链路的加权系数。

根据该公式就可以得到各个第一设定参数对应的函数，由于各个函数的变量都是k，可以采用图像法在同一坐标图中模拟出各个函数的图像，最终的交点就是第一服务器到第二服务器的最优链路数量；还可以直接计算各个函数的交点，得到第一服务器到第二服务器的最优链路数量。

可选的，为了便于监控第一服务器到第二服务器的链路情况，在上述基于数据中心的链路优化方法确定出第一服务器到第二服务器的最优链路数量后还包括：监控第一服务器到第二服务器的各个链路的第二设定参数的参数值；若第二设定参数的参数值小于设定阈值，则执行监控链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值的步骤。在监控到第一服务到第二服务器的第二设定参数不理想时，可以重新确定第一服务器到第二服务器的最优链路数量。

第二设定参数可以但不限于为平均带宽利用率、平均传输时延，下面举例说明平均带宽利用率和平均传输时延的计算方法。

平均带宽利用率是指链路的实际带宽与最大带宽之比的平均值，采用计算公式如下：

其中，u表示链路的平均带宽利用率，abw表示链路的实际带宽，mbw表示链路的最大带宽；链路的平均带宽利用率越大时，代表当前网络的整体性能越好。

平均传输时延是指所有数据流在两个测试时段之间从发出到接收的时间平均值，采用计算公式如下：

其中，表示链路的平均传输时延，rt表示数据流的接收时间，st表示数据流的发送时间。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种基于数据中心的链路优化装置，应用在数据中心包括的第一服务器中，该装置的结构如图4所示，具体包括：

第一确定模块41，用于确定到数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与第二服务器对应的链路集合；

第一监控模块42，用于监控链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值；

第二确定模块43，用于根据线性加权平均算法和监控到的链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定第一服务器到第二服务器的最优链路数量；

调整模块44，用于根据最优链路数量调整第一服务器到第二服务器的链路数量。

该方案中，可以确定出第一服务器到第二服务器的最优链路数量，从而实时调整第一服务器到第二服务器的链路，确保数据中心中的链路设置合理，进而确保网络资源的利用率较高、负载均衡。

具体的，第一确定模块41，具体用于：

获取数据中心的网络拓扑图；

根据网络拓扑图确定出第一服务器到第二服务的所有链路；

统计第一服务器到第二服务器的所有链路得到与第二服务器对应的链路集合。

具体的，第二确定模块43，具体用于：

针对每个第一设定参数，分别执行：将链路集合中包括的各个链路的当前第一设定参数的参数值和链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入线性加权平均算法中，得到当前第一设定参数对应的函数；

综合各个第一设定参数对应的函数，得到第一服务器到第二服务器的最优链路数量。

具体的，调整模块44，具体用于：

确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量是否大于最优链路数量；

若确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量大于最优链路数量，则确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量与最优链路数量的第一差值，暂停第一服务器到第二服务器的当前链路中第一差值的链路；

若确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量小于最优链路数量，则确定第一服务器到第二服务器的当前链路数量与最优链路数量的第二差值，开启第一服务器到第二服务器的当前链路中暂停的第二差值的链路。

基于同一发明构思，还提供另一种基于数据中心的链路优化装置，如图5所示，在图4的基础上还包括：

第二监控模块45，用于监控第一服务器到第二服务器的各个链路的第二设定参数的参数值；若第二设定参数的参数值小于设定阈值，则转向第一监控模块42。

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。

尽管已描述了本发明的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括可选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于数据中心的链路优化方法，应用在所述数据中心包括的第一服务器中，其特征在于，包括：

确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合；

监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值；

根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量；

根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合，具体包括：

获取所述数据中心的网络拓扑图；

根据所述网络拓扑图确定出所述第一服务器到所述第二服务的所有链路；

统计所述第一服务器到所述第二服务器的所有链路得到与所述第二服务器对应的链路集合。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量，具体包括：

针对每个第一设定参数，分别执行：将所述链路集合中包括的各个链路的当前第一设定参数的参数值和所述链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入所述线性加权平均算法中，得到当前第一设定参数对应的函数；

综合各个第一设定参数对应的函数，得到所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量，具体包括：

确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量是否大于所述最优链路数量；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量大于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第一差值，暂停所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中所述第一差值的链路；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量小于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第二差值，开启所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中暂停的所述第二差值的链路。

5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，还包括：

监控所述第一服务器到所述第二服务器的各个链路的第二设定参数的参数值；

若所述第二设定参数的参数值小于设定阈值，则执行所述监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值的步骤。

6.一种基于数据中心的链路优化装置，应用在所述数据中心包括的第一服务器中，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定到所述数据中心包括的第二服务器的各个链路，得到与所述第二服务器对应的链路集合；

第一监控模块，用于监控所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值；

第二确定模块，用于根据线性加权平均算法和监控到的所述链路集合中包括的各个链路的第一设定参数的参数值确定所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量；

调整模块，用于根据所述最优链路数量调整所述第一服务器到所述第二服务器的链路数量。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，具体用于：

获取所述数据中心的网络拓扑图；

根据所述网络拓扑图确定出所述第一服务器到所述第二服务的所有链路；

统计所述第一服务器到所述第二服务器的所有链路得到与所述第二服务器对应的链路集合。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于：

针对每个第一设定参数，分别执行：将所述链路集合中包括的各个链路的当前第一设定参数的参数值和所述链路集合中包括的各个链路对应的加权系数带入所述线性加权平均算法中，得到当前第一设定参数对应的函数；

综合各个第一设定参数对应的函数，得到所述第一服务器到所述第二服务器的最优链路数量。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整模块，具体用于：

确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量是否大于所述最优链路数量；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量大于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第一差值，暂停所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中所述第一差值的链路；

若确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量小于所述最优链路数量，则确定所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路数量与所述最优链路数量的第二差值，开启所述第一服务器到所述第二服务器的当前链路中暂停的所述第二差值的链路。

10.如权利要求6-9任一所述的装置，其特征在于，还包括：

第二监控模块，用于监控所述第一服务器到所述第二服务器的各个链路的第二设定参数的参数值；若所述第二设定参数的参数值小于设定阈值，则转向所述第一监控模块。