CN111935238A - 一种云平台负载均衡管理系统、方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种云平台负载均衡管理系统、方法、设备及介质，系统包括：边缘叶节点，与外界网络进行数据交互，边缘叶节点连接有负载均衡设备；交换机节点，与边缘叶节点连接；云平台节点，与交换机节点连接；SDN控制器，与边缘叶节点、交换机节点、负载均衡设备连接，基于云平台节点中安装的软件负载均衡器的配置信息，对负载均衡设备进行配置。通过设置硬件的负载均衡设备，可以有效提高高并发高吞吐情况下负载均衡器的性能，降低了服务器的资源损耗，网络拓扑具有更好的可扩性，能够适合更多的业务场景。而且通过软件负载均衡器以及SDN控制器对负载均衡设备进行配置，可以实现多点同时配置，有效掌握服务器及应用状态。

Description

一种云平台负载均衡管理系统、方法、设备及介质

技术领域

本申请涉及负载均衡领域，具体涉及一种云平台负载均衡管理系统、方法、设备及介质。

背景技术

云平台，也称作云计算平台、云计算管理平台等，其作用是不间断地向用户交付应用、内容和服务，但随着业务需求的变化和增长以及互联网应用的广泛普及，企业需要越来越多地服务器提供互联网或内部网络服务。

负载均衡(Load Balance，LB)服务，建立在现有网络结构之上，它将负载(工作任务)进行平衡、分摊到多个操作单元上进行运行。它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

现有的负载均衡服务通常包括硬件均衡服务和软件均衡服务两种，但是现有的软件负载均衡服务性能低、负载均衡策不灵活、流量管理不详细、不易维护。而硬件负载均衡服务不仅价格较贵，而且负载均衡设备是单点配置，无法有效掌握服务器及应用状态。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种云平台负载均衡管理，包括：边缘叶节点，与外界网络进行数据交互，所述边缘叶节点连接有负载均衡设备；交换机节点，与所述边缘叶节点连接；云平台节点，与所述交换机节点连接；SDN控制器，与所述边缘叶节点、所述交换机节点、所述负载均衡设备连接，基于所述云平台节点中安装的软件负载均衡器的配置信息，对所述负载均衡设备进行配置。

在一个示例中，所述交换机节点为脊叶结构，所述交换机节点包括：脊节点，与所述边缘叶节点连接；叶节点，与所述脊节点连接，所述云平台节点还与所述叶节点连接。

在一个示例中，所述云平台节点包括计算节点、控制节点，每个所述计算节点或所述控制节点分别与不同的所述交换机节点连接。

在一个示例中，所述云平台节点为OpenStack，所述SDN控制器为OpenDaylight，所述软件负载均衡器为Octavia。

另一方面，本申请还提出了一种云平台负载均衡管理方法，应用在如上述任意一个示例所述的系统中，所述方法包括：云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

在一个示例中，将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器，包括：通过所述软件负载均衡器提供的驱动，调用相应插件的Rest客户端；通过所述Rest客户端将配置信息同步到SDN控制器的数据库。

在一个示例中，所述云平台节点为OpenStack，所述SDN控制器为OpenDaylight，所述负载均衡软件为Octavia，所述相应插件为Networking-odl插件，所述数据库为ODLDataStore。

在一个示例中，所述配置信息包括：VIP、Pool、Health-monitor、Listener中的至少一种。

另一方面，本申请还提出了一种云平台负载均衡管理设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

另一方面，本申请还提出了一种云平台负载均衡管理的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

通过本申请提出云平台负载均衡管理系统能够带来如下有益效果：

通过设置硬件的负载均衡设备，可以有效提高高并发高吞吐情况下负载均衡器的性能，降低了服务器的资源损耗，网络拓扑具有更好的可扩性，能够适合更多的业务场景。而且通过软件负载均衡器以及SDN控制器对负载均衡设备进行配置，可以实现多点同时配置，有效掌握服务器及应用状态。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中云平台负载均衡管理方法的流程示意图；

图2为本申请实施例中云平台负载均衡管理设备的示意图；

图3为本申请实施例中云平台负载均衡管理系统的示意图；

图4为本申请实施例中云平台负载均衡管理方法的具体示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图3所示，本申请实施例提供一种云平台负载均衡管理系统，包括：边缘叶节点、交换机节点、云平台节点以及SDN控制器。

边缘叶节点(Border leaf)主要用于我方系统与外界网络进行数据交互。这里的我方系统指的是，我方的云平台、用于执行负载均衡的相关节点以及与云平台其他功能相关的节点。边缘叶节点上连接有负载均衡设备，负载均衡设备为硬件设置，可以直接安装在边缘叶节点对应的设备上，独立于操作系统，完成专门的与负载均衡相关的任务。

交换机节点通常设置有多个交换机，与边缘叶节点连接。交换机主要用于数据的传输，这多个交换机可以是分成多个层级，例如其可以是传统的三层网络结构，包括核心层、汇聚层以及接入层。当然，交换机节点也可以设置为脊叶结构(Spine-Leaf)，脊叶结构中包含有脊节点(Spine)、叶节点(Leaf)，脊节点与边缘叶节点连接，叶节点与脊节点连接。在脊叶结构中，每个脊节点都可以与下层的叶节点连接，通过SDN控制器下发配置信息，运行BGP EVPN协议。采用脊叶结构可以有带宽利用率高、网络延迟可预测、可扩展性好等优点，能够提高我方系统的工作效率。

云平台节点指的是提供计算、网络和存储能力的平台，基于客户的不同需求，云平台可以包括多种类型。其中，划分云平台类型的方式可以是通过云平台的作用，例如，可以包括存储型云平台、计算型云平台以及综合云计算平台等；当然也可以通过云平台的所属进行划分，例如，可以包括私有云、专属云以及公有云等，在此不对云平台做限定。云平台与交换机节点连接，当交换机节点为脊叶结构时，云平台与叶节点连接，即云平台中的各节点的业务网卡接入叶节点所对应的交换机。云平台中包括有控制节点(Controller Node)与计算节点(Compute Node)，控制节点主要起到控制作用，计算节点主要起到计算作用，通常情况下，控制节点与计算节点分布在不同的物理机上，而不同的物理机也与不同的交换机节点连接，例如，每个控制节点或者计算节点分别与不同的叶节点连接，可以提高系统的安全性和可靠性。

SDN控制器指的是软件定义网络(Software Defined Network，SDN)中的控制器，SDN控制器可以是一个控制器或一个控制器集群，负责收集整个网络的拓扑、流量等信息，计算流量转发路径，通过openflow协议将转发表项下发给交换机，交换机按照表项执行转发动作。SDN控制器与边缘叶节点、交换机节点以及负载均衡设备都连接，当交换机节点为脊叶结构时，SDN控制器可以与交换机节点中全部的脊节点以及叶节点进行连接。SDN控制器除了进行上述相应的控制外，还基于云平台节点中安装的软件负载均衡器的配置信息，对负载均衡设备进行相应的配置，负载均衡设备在配置完成后，既可实现相应负载均衡工作。具体的配置过程在本申请其他实施例中进行详细描述。

另外，本申请实施例中的云平台节点可以是OpenStack，或者以OpenStack为基础进行进一步开发的相关云平台。OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目，是一系列软件开源项目的组合。当云平台节点为OpenStack时，SDN控制器可以是OpenDaylight，软件负载均衡器可以是Octavia。

需要说明的是，本申请实施例中所描述的不同节点、设备之间的连接，指的是两者之间可以进行相应的数据交互，并非表示两者之间必须存在物理层面上的连接关系，而是包括可以实现数据交互的任意一种连接关系。

如图1所示，本申请实施例中还提供了一种云平台负载均衡管理方法，该方法应用在上述任意一个实施例所述的系统中，方法包括：

S101、云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器。

首先在云平台节点中创建软件负载均衡器，软件负载均衡器指的是在一台或多台服务器中通过安装一个或多个附加软件来实现负载均衡，软件负载均衡器可以基于特定环境，具有配置简单、使用灵活、成本低廉等优点。

在云平台节点上创建了软件负载均衡器后，可以将软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器。

具体地，可以通过软件负载均衡器提供的驱动，来调用相应插件的Rest客户端。Rest是一种用于API的架构风格，或是设计模式，而Rest客户端可以是软件，也可以是web浏览器。用户可以基于Rest客户端来对配置信息或者其他相应信息进行查阅、编辑等相关操作。然后可以通过该Rest客户端将配置信息同步到SDN控制器的数据库中，以使SDN控制器获取配置信息。

如图4所示，当云平台节点为OpenStack时，可以通过负载均衡软件Octavia提供的驱动Amphora ProviderDriver，来调用相应插件Networking-odl插件的Rest客户端，即OpenDaylight Rest客户端，然后通过该客户端将配置信息同步至SDN控制器的数据库ODLDataStore中，SDN控制器再基于安全外壳协议(Secure Shell，SSH)对负载均衡设备进行配置。

另外，配置信息可以包括VIP、Pool、Health-monitor、Listener等。其中，VIP指的是与负载均衡(Load Balancing，LB)关联的IP地址，作为外部访问后端服务的入口。Pool负责后端的虚拟机池。在Haproxy为driver的情况下，一个Pool对应着一个独立的networknamespace中运行的HaProxy进程中管理的backend，一个VIP只会有一个Pool。Health-monitor用来检测pool里面的member的状态，支持很多种检测方法，在neutron里面是可选的。Listener为监听器，用户可通过其配置外部对VIP访问的端口，算法，类型等等。当然，配置信息还可以包括其他例如L7 Policy、L7 Rule等参数，在此不再赘述。

S102、所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备。

S103、所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

在云平台节点将配置信息发送到SDN控制器后，可以通过SDN控制器的监听机制，将同步过来的软件负载均衡器的配置信息下发到SDN控制器纳管的负载均衡设备中，即在上述实施例所述的系统中，与SDN控制器连接的负载均衡设备中。而在负载均衡设备接收到该配置信息后，即可根据该配置信息提供负载均衡服务。

如图2所示，本申请实施例还提供了一种云平台负载均衡管理设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行：

云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；

所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；

所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

本申请实施例还提供了一种云平台负载均衡管理的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；

所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；

所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请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、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种云平台负载均衡管理系统，其特征在于，包括：

边缘叶节点，与外界网络进行数据交互，所述边缘叶节点连接有负载均衡设备；

交换机节点，与所述边缘叶节点连接；

云平台节点，与所述交换机节点连接；

SDN控制器，与所述边缘叶节点、所述交换机节点、所述负载均衡设备连接，基于所述云平台节点中安装的软件负载均衡器的配置信息，对所述负载均衡设备进行配置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交换机节点为脊叶结构，所述交换机节点包括：

脊节点，与所述边缘叶节点连接；

叶节点，与所述脊节点连接，所述云平台节点还与所述叶节点连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云平台节点包括计算节点、控制节点，每个所述计算节点或所述控制节点分别与不同的所述交换机节点连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云平台节点为OpenStack，所述SDN控制器为OpenDaylight，所述软件负载均衡器为Octavia。

5.一种云平台负载均衡管理方法，其特征在于，应用在如权利要求1-4中任意一项权利要求所述的系统中，所述方法包括：

云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；

所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；

所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器，包括：

通过所述软件负载均衡器提供的驱动，调用相应插件的Rest客户端；

通过所述Rest客户端将配置信息同步到SDN控制器的数据库。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述云平台节点为OpenStack，所述SDN控制器为OpenDaylight，所述负载均衡软件为Octavia，所述相应插件为Networking-odl插件，所述数据库为ODL DataStore。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述配置信息包括：VIP、Pool、Health-monitor、Listener中的至少一种。

9.一种云平台负载均衡管理设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行：

云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；

所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；

所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

10.一种云平台负载均衡管理的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：

云平台节点创建软件负载均衡器，并将所述软件负载均衡器对应的配置信息发送至SDN控制器；

所述SDN控制器将所述配置信息发送至负载均衡设备；

所述负载均衡设备基于所述配置信息提供负载均衡服务。

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