CN111212447A

CN111212447A - 一种负载均衡方法及装置

Info

Publication number: CN111212447A
Application number: CN201811392841.6A
Authority: CN
Inventors: 刘毅; 牛海涛; 张振刚; 刘珂; 贾永超; 李言兵
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Group Shandong Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Group Shandong Co Ltd
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: CN111212447B

Abstract

本发明实施例提供一种负载均衡方法及装置，其中所述方法包括：通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率；根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量；当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡。本发明实施例提升了用户感知。

Description

一种负载均衡方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种负载均衡方法及装置。

背景技术

随着LTE网络的发展，网络逐步复杂化，此时多载波间的负载均衡显得更为重要。其中，传统负载均衡功能均基于控制单元(Control Unit，CU)和物理资源块(PhysicalResource Block，PRB)利用率，而简单基于用户数或PRB利用率的负载均衡，并不能达到用户感知的最优均衡，因此迫切需要一种面向用户感知，能实现差异化负载均衡的方法。

发明内容

本发明实施例提供一种负载均衡方法及装置，以解决现有技术中的负载均衡方式不能实现用户感知的最优均衡的问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种负载均衡方法，所述方法包括：

通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率；

根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量；

当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡。

第二方面，本发明实施例提供一种负载均衡装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率；

第二获取模块，用于根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量；

均衡模块，用于当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的负载均衡方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的负载均衡方法的步骤。

本发明实施例提供的负载均衡方法及装置，通过DIP设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率，并根据终端的业务综合保障速率，获取满足业务综合保障速率所需的目标PRB数量，然后在检测到服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对终端进行负载均衡，实现了在分析终端业务行为，判断业务保障速率的基础上，对服务小区下的终端进行负载均衡，从而实现了在考虑用户感知的情况下，充分利用网络资源的性能优势，提高了用户感知。

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一简单地介绍，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表示本发明实施例中负载均衡方法的步骤流程图；

图2表示本发明实施例中负载均衡装置的模块框图；

图3表示本发明实施例中电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1所示，为本发明实施例中负载均衡方法的步骤流程图，该方法包括如下步骤：

步骤101：通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率。

在本步骤中，具体的，DPI设备位于基站上游，可以根据实际业务需求下挂一定数量的基站，其中DPI设备与基站之间交互信息。此外，DPI设备是从应用层的内容(净荷)进行深度分析，根据应用层的净荷特征识别其应用类型或内容。其中，当IP数据包、TCP或者UDP数据流经DPI设备时，DPI设备深入读取IP数据包载荷的内容来对OSI 7层协议中的应用层信息进行重组，从而识别出IP数据包的应用层协议。因此，本步骤可以通过DPI设备，获取服务小区内的终端所执行的至少一个业务所对应的业务保障速率。

其中，在通过DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率时，可以通过DIP设备获取终端的至少一个业务中每个业务的业务类型；根据每个业务的业务类型，获取每个业务的业务类型所对应的业务平均保障速率；根据每个业务的业务类型对应的业务平均保障速率，通过下述公式，计算得到终端的业务综合保障速率；

L＝∑(K_i×Y_i)；其中，

L表示终端的业务综合保障速率；K_i表示业务类型i对应的业务平均保障速率；Y_i表示业务类型i的业务并发系数。

具体的，DPI设备内预先存储有业务类型，且可以根据识别内容对业务进行分类。例如，微信的业务类型为即时通信，新浪新闻的业务类型为页面浏览，微博的业务类型为微博，百度地图的业务类型为导航，优酷的业务类型为视频，QQ音乐的业务类型为音乐。

另外，下面以页面浏览的业务平均保障速率，对每个业务的业务平均保障速率的获取方式进行说明。

其中，页面浏览的业务平均保障速率为所有的页面浏览下载数据量与下载传输时间的商值的均值。此外，由于页面浏览下载数据量大小对下载速率有较大影响，因此该页面浏览的业务平均保障速率可以分段计算，即根据页面浏览下载数据量大小对业务平均保障速率进行分段统计。例如，可以按照0-10KB、10-50KB、50-100KB、100-500KB和500KB以上对速率进行分段。

步骤102：根据业务综合保障速率，获取满足业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量。

在本步骤中，具体的，在获取到终端的业务综合保障速率之后，可以获取满足终端的业务综合保障速率所需的目标PRB数量，从而使得能够根据该所需的目标PRB数量，来判断是否需要对终端执行负载均衡。

步骤103：当检测到服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对终端进行负载均衡。

在本步骤中，具体的，当检测到服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，说明此时的服务小区不能够满足用户感知，此时可以对终端执行负载均衡，以提升用户感知。

这样，本实施例通过DPI设备获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率，并根据终端的业务综合保障速率，获取满足业务综合保障速率所需的目标PRB数量，然后在检测到服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对终端进行负载均衡，实现了在分析终端业务行为，判断业务保障速率的基础上，对服务小区下的终端进行负载均衡，从而实现了在考虑用户感知的情况下，充分利用网络资源的性能优势，提高了用户感知。

进一步地，在根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量时，可以包括如下步骤：

步骤D1：获取终端上报的信道质量指示CQI。

在本步骤中，具体的，终端在接收到基站下发的信号后，可以依据无线信道质量情况反馈CQI。

步骤D2：根据CQI与调制编码方式MCS等级之间的预设对应关系，获取与所述终端上报的CQI相对应的目标MCS等级。

在本步骤中，具体的，可以根据CQI与MCS等级之间的预设对应关系，获取与终端上报的CQI相对应的目标MCS等级。

其中，CQI与MCS等级之间的预设对应关系可以如下表所示：

当然，在此需要说明的是，CQI与MCS等级之间的预设对应关系各运营商的实现可能不同，上述表格仅为举例说明。

步骤D3：根据MCS等级与传输块大小之间的预设对应关系，获取与所述目标MCS等级对应的目标传输块大小。

在本步骤中，具体的，在获取到目标MCS等级之后，可以根据MCS等级与传输块大小之间的预设对应关系，获取与所述目标MCS等级对应的目标传输块大小。

其中，具体的，据MCS等级与传输块大小之间的预设对应关系可以如下表所示：

步骤D4：根据传输块大小、数据传输速率与PRB数量之间的预设对应关系，获取与所述目标传输块大小和所述业务综合保障速率相对应的目标PRB数量。

在本步骤中，具体的，在确定与目标MCS对应的目标传输块大小之后，可以根据传输块大小、数据传输速率与PRB数量之间的预设对应关系，获取与目标传输块大小和业务综合保障速率相对应的目标PRB数量。

这样，通过终端上报的CQI，获取目标MCS等级，并根据目标MCS等级确定目标传输块大小，最后根据传输块大小、数据传输速率与PRB数量之间的预设对应关系，获取与目标传输块大小和业务综合保障速率相对应的目标PRB数量，实现了基于终端的业务综合保障速率确定终端所需的目标PRB数量。

此外，进一步地，在当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡时，可以包括如下步骤：

步骤E1：当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，从所述服务小区的所有邻区中选择用于进行负载均衡的目标邻区。

在本步骤中，具体的，当检测到服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，开启负载均衡周期判断，若满足负载均衡周期判断，则开启负载均衡调整。此时，可以从服务小区的所有邻区中选择用于进行负载均衡的目标邻区。

具体的，在从服务小区的所有邻区中选择用于进行负载均衡的目标邻区时，可以接收终端上报的测量报告，并根据终端上报的测量报告，获取每个邻区的负载状态。具体的，基站之间可以通过X2接口，每5s获取邻区负载信息，基站内可以通过内部消息获取同基站邻区的负载信息，基站通过S1接口的RIM过程获取系统邻区的负载信息。

步骤E2：获取终端的业务优先级和速率优先级，并根据所述终端的业务优先级和速率优先级，获取所述终端的均衡优先级。

在本步骤中，具体的，在获取终端的业务优先级时，可以从保障比特速率(简称GBR)业务和Non－GBR业务优先级角度分析。下面对此进行说明。

其一，当基于GBR类承载获取终端的业务优先级时，可以获取终端的下行信道质量指示和终端的业务时延，并将所述终端的下行信道质量指示和业务时延的乘积确定为终端的业务优先级。

其二，当基于Non－GBR类承载获取终端的业务优先级时，获取终端的下行信道质量指示、历史传输速率和业务的服务质量等级标识QCI级别，并根据终端的下行信道质量指示、历史传输速率和QCI级别，通过下述公式，计算得到所述终端的业务优先级；

其中，

P表示终端的业务优先级；e表示下行信道质量指示；a表示调度算法的容量调节因子；r表示终端的历史传输速率；γ表示业务的QCI级别对应的调度优先级的加权；f表示终端对应Non－GBR业务数据包在基站侧等待调度的时延。

具体的，调度算法可以为EPF调度算法。

这样，当确定服务小区内的每个终端的业务优先级之后，可以得到终端的业务优先级队列。

此外，具体的，在获取终端的速率优先级时，可以按照服务小区内所有终端的业务综合保障速率由大到小的排序，确定所述终端的速率优先级。

这样，当确定服务小区内的每个终端的速率优先级之后，可以得到终端的速率优先级队列。

另外，具体的，在根据所述终端的业务优先级和速率优先级，获取所述终端的均衡优先级时，可以根据所述终端的业务优先级，获取与所述业务优先级相对应的权重值，其中业务优先级越高，对应权重值越大；根据所述终端的速率优先级，获取与所述速率优先级相对应的权重值，其中速率优先级越高，对应权重值越大；然后根据所述业务优先级相对应的权重值和所述速率优先级相对应的权重值，通过下述公式，计算得到所述终端的均衡优先级；

W＝A×(1-α)+B×α；其中，

W表示所述终端的均衡优先级；A表示所述业务优先级对应的权重值；B表示所述速率优先级对应的权重值；α表示预设权重因子。

这样，通过根据终端的业务优先级和速率优先级，获取终端的均衡优先级，使得终端的均衡优先级与终端的业务综合保障速率相关，进而实现了基于用户感知速率的负载均衡。

步骤E3：根据所述终端的均衡优先级，按照服务小区中所有终端由高到低的均衡优先级顺序，将所述终端切换至所述目标邻区进行负载均衡。

在本步骤中，具体的，在获取到每个终端的均衡优先级之后，可以按照服务小区中所有终端由高到低的均衡优先级顺序，在排序到所述终端时，将所述终端切换至所述目标邻区进行负载均衡。

这样，本实施例通过DPI设备分析基站的用户业务行为，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率，并基于终端的业务综合保障速率，对终端进行负载均衡，实现了对网络性能资源的充分利用，并且提升了用户感知。

此外，如图2所示，为本发明实施例中负载均衡装置的模块框图，所述装置包括：

第一获取模块201，用于通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率；

第二获取模块202，用于根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量；

均衡模块203，用于当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡。

可选地，所述第一获取模块201包括：

第一获取单元，用于通过DIP设备获取终端的至少一个业务中每个业务的业务类型；

第二获取单元，用于根据每个业务的业务类型，获取每个业务的业务类型所对应的业务平均保障速率；

第三获取单元，用于根据每个业务的业务类型对应的业务平均保障速率，通过下述公式，计算得到终端的业务综合保障速率；

L＝∑(K_i×Y_i)；其中，

可选地，所述第二获取模块202包括：

第四获取单元，用于获取终端上报的信道质量指示CQI；

第五获取单元，用于根据CQI与调制编码方式MCS等级之间的预设对应关系，获取与所述终端上报的CQI相对应的目标MCS等级；

第六获取单元，用于根据MCS等级与传输块大小之间的预设对应关系，获取与所述目标MCS等级对应的目标传输块大小；

第七获取单元，用于根据传输块大小、数据传输速率与PRB数量之间的预设对应关系，获取与所述目标传输块大小和所述业务综合保障速率相对应的目标PRB数量。

可选地，所述均衡模块203包括：

第八获取单元，用于当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，从所述服务小区的所有邻区中选择用于进行负载均衡的目标邻区；

第九获取单元，用于获取终端的业务优先级和速率优先级，并根据所述终端的业务优先级和速率优先级，获取所述终端的均衡优先级；

均衡单元，用于根据所述终端的均衡优先级，按照服务小区中所有终端由高到低的均衡优先级顺序，将所述终端切换至所述目标邻区进行负载均衡。

可选地，所述第九获取单元用于，

当基于保障比特速率GBR类承载获取终端的业务优先级时，获取终端的下行信道质量指示和终端的业务时延，并将所述终端的下行信道质量指示和业务时延的乘积确定为终端的业务优先级；

当基于Non－GBR类承载获取终端的业务优先级时，获取终端的下行信道质量指示、历史传输速率和业务的服务质量等级标识QCI级别，并根据终端的下行信道质量指示、历史传输速率和QCI级别，通过下述公式，计算得到所述终端的业务优先级；

其中，

可选地，所述第九获取单元用于，按照服务小区内所有终端的业务综合保障速率由大到小的排序，确定所述终端的速率优先级。

可选地，所述第九获取单元用于，根据所述终端的业务优先级，获取与所述业务优先级相对应的权重值，其中业务优先级越高，对应权重值越大；根据所述终端的速率优先级，获取与所述速率优先级相对应的权重值，其中速率优先级越高，对应权重值越大；根据所述业务优先级相对应的权重值和所述速率优先级相对应的权重值，通过下述公式，计算得到所述终端的均衡优先级；

W＝A×(1-α)+B×α；其中，

这样，本实施例提供的负载均衡装置，通过DIP设备获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率，并根据终端的业务综合保障速率，获取满足业务综合保障速率所需的目标PRB数量，然后在检测到服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对终端进行负载均衡，实现了在分析终端业务行为，判断业务保障速率的基础上，对服务小区下的终端进行负载均衡，从而实现了在考虑用户感知的情况下，充分利用网络资源的性能优势，提高了用户感知。

此外，如图3所示，为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储在存储器330上并可在处理器310上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率；根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量；当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡。

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过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，服务器，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-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：

通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率；根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量；当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡。

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实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种负载均衡方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过深度报文检测DPI设备，获取服务小区内终端所执行的至少一个业务所对应的业务综合保障速率，包括：

通过DIP设备获取终端的至少一个业务中每个业务的业务类型；

根据每个业务的业务类型，获取每个业务的业务类型所对应的业务平均保障速率；

根据每个业务的业务类型对应的业务平均保障速率，通过下述公式，计算得到终端的业务综合保障速率；

L＝∑(K_i×Y_i)；其中，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述业务综合保障速率，获取满足所述业务综合保障速率所需的目标物理资源块PRB数量，包括：

获取终端上报的信道质量指示CQI；

根据CQI与调制编码方式MCS等级之间的预设对应关系，获取与所述终端上报的CQI相对应的目标MCS等级；

根据MCS等级与传输块大小之间的预设对应关系，获取与所述目标MCS等级对应的目标传输块大小；

根据传输块大小、数据传输速率与PRB数量之间的预设对应关系，获取与所述目标传输块大小和所述业务综合保障速率相对应的目标PRB数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，对所述终端进行负载均衡，包括：

当检测到所述服务小区的剩余PRB数量小于目标PRB数量时，从所述服务小区的所有邻区中选择用于进行负载均衡的目标邻区；

获取终端的业务优先级和速率优先级，并根据所述终端的业务优先级和速率优先级，获取所述终端的均衡优先级；

根据所述终端的均衡优先级，按照服务小区中所有终端由高到低的均衡优先级顺序，将所述终端切换至所述目标邻区进行负载均衡。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取终端的业务优先级，包括：

其中，

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取终端的速率优先级，包括：

按照服务小区内所有终端的业务综合保障速率由大到小的排序，确定所述终端的速率优先级。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述终端的业务优先级和速率优先级，获取所述终端的均衡优先级，包括：

根据所述终端的业务优先级，获取与所述业务优先级相对应的权重值，其中业务优先级越高，对应权重值越大；

根据所述终端的速率优先级，获取与所述速率优先级相对应的权重值，其中速率优先级越高，对应权重值越大；

根据所述业务优先级相对应的权重值和所述速率优先级相对应的权重值，通过下述公式，计算得到所述终端的均衡优先级；

W＝A×(1-α)+B×α；其中，

W表示所述终端的均衡优先级；A表示所述业务优先级相对应的权重值；B表示所述速率优先级相对应的权重值；α表示预设权重因子。

8.一种负载均衡装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的负载均衡方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的负载均衡方法的步骤。