CN115225644A - 一种负载均衡系统和数据包分发方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种负载均衡系统和数据包分发方法，其中，当QUIC发生迁移后，第一负载均衡器将接收到的QUIC数据包发送至下一个负载均衡器，每个第二负载均衡器，如果接收到的QUIC数据包中的DCID在本地存储中不存在，且QUIC数据包的目标字段被标记，则将QUIC数据包发送至下一个负载均衡器，如果接收到的QUIC数据包中的DCID在本地存储中存在，则根据对应关系确定目标服务器，并将QUIC数据包发送至目标服务器。由于当QUIC发生迁移后，第一负载均衡器并未将QUIC数据包发送至服务器，而是将QUIC数据包经过至少一个第二负载均衡器发送至目标负载均衡器，从而使QUIC中所有QUIC数据包发送至同一个服务器，降低数据丢失或错乱的概率，进而提高系统性能。

Description

一种负载均衡系统和数据包分发方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种负载均衡系统和数据包分发方法。

背景技术

随着互联网的快速发展，基础网络环境也在发生变化，WEB网络协议也经历了HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0以及即将迎来HTTP3.0；HTTP3.0将以QUIC协议替代TCP协议作为传输层，其是基于UDP协议之上的协议，具备stream多路复用、握手0RTT、连接迁移以及用户态拥塞算法等诸多优势。

在传输QUIC数据包时，客户端将QUIC数据包通过路由或交换机根据四元组转发到对应的负载均衡器上，负载均衡器再将该QUIC数据包发送至对应的服务器上。如果QUIC中的一个QUIC数据包的四元组发生变化，则路由或交换机会将该QUIC数据包分配到其他负载均衡器上，则可能会存在同一个QUIC上的QUIC数据包被发送到不同的服务器上，造成数据丢失或错乱，降低系统性能。

发明内容

本发明提供一种负载均衡系统和数据包分发方法，用以解决现有技术中存在的QUIC发生迁移时，该QUIC上的QUIC数据包被发送到不同的服务器上，造成数据丢失或错乱的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种负载均衡系统，该系统包括：第一负载均衡器和至少一个第二负载均衡器；

所述第一负载均衡器，用于接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中未查找到所述第一QUIC数据包的DCID，且确定所述第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器；

每个所述第二负载均衡器，用于若接收到所述第一QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第一目标字段被标记，则将所述第一QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将所述第一QUIC数据包发送至所述目标服务器；

其中，第一QUIC数据包为QUIC中除第一个数据包外的其他数据包。

在一种可能的实现方式中，所述第二负载均衡器还用于：

若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则将所述第二负载均衡器作为目标负载均衡器；

所述目标负载均衡器还用于：

用于若接收到所述路由器或所述交换机发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二QUIC数据包中的第二目标字段未被标记，则将所述DCID存储到本地，并对所述第二目标字段进行标记后，将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

所述第一负载均衡器或每个所述第二负载均衡器具体用于：

若接收到相邻的上一个负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二目标字段被标记，则将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个负载均衡器；

其中，所述第二QUIC数据包为QUIC中的第一个数据包。

在一种可能的实现方式中，所述目标负载均衡器还用于：

若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且在所述对应关系中未查找到所述DCID对应的服务器，则对所述DCID进行哈希运算，根据得到的哈希值从与所述目标负载均衡器对应的服务器中确定目标服务器，并将所述第二QUIC数据包发送至所述目标服务器。

在一种可能的实现方式中，所述目标负载均衡器还用于：

将所述第二QUIC数据包发送至所述目标服务器后，将所述DCID和所述目标服务器添加至所述对应关系中，并存储。

在一种可能的实现方式中，所述目标负载均衡器还用于：

接收到所述路由器或所述交换机发送的第三QUIC数据包后，对所述第三QUIC数据包进行解析，得到所述DCID；根据所述DCID和所述对应关系，确定所述目标服务器，并将所述第三QUIC数据包发送至所述目标服务器。

在一种可能的实现方式中，所述第一负载均衡器还用于：

接收到所述路由器或所述交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且本地存储的DCID和服务器的对应关系中未查找到所述DCID，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器。

第二方面，本发明实施例提供一种数据包分发方法，应用于第一方面中任一所述的负载均衡系统，该方法包括：

通过所述第一负载均衡器接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中未查找到所述第一QUIC数据包的DCID，且确定所述第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器；

通过每个所述第二负载均衡器若接收到所述第一QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第一目标字段被标记，则将所述第一QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将所述第一QUIC数据包发送至所述目标服务器；

其中，所述第一QUIC数据包为所述QUIC中除第一个数据包外的其他数据包。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

通过第二负载均衡器若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则将所述第二负载均衡器作为目标负载均衡器；

通过所述目标负载均衡器若接收到所述路由器或所述交换机发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二QUIC数据包中的第二目标字段未被标记，则将所述DCID存储到本地，并对所述第二目标字段进行标记后，将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

通过每个所述第二负载均衡器若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二目标字段被标记，则将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

其中，所述第二QUIC数据包为QUIC中的第一个数据包。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

通过所述目标负载均衡器若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且在所述对应关系中未查找到所述DCID对应的服务器，则对所述DCID进行哈希运算，根据得到的哈希值从与所述目标负载均衡器对应的服务器中确定目标服务器，并将所述第二QUIC数据包发送至所述目标服务器。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

通过所述第一负载均衡器接收到所述路由器或所述交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且本地存储的DCID和服务器的对应关系中未查找到所述DCID，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器。

本发明有益效果如下：

由于第一负载均衡器接收到的QUIC数据包为QUIC中除第一个以外的其他QUIC数据包，并且第一负载均衡器确定本地存储的DCID中并不存在该QUIC数据包对应的DCID，则确定QUIC发生迁移，此时，第一负载均衡器并不会将该QUIC数据包发送至与第一负载均衡器对应的服务器，而是对该QUIC数据包中的目标字段进行标记，并发送给下一个负载均衡器，下一个第二负载均衡器接收到该QUIC数据包后，如果本地存储的DCID中不存在该DCID，并确定目标字段被标记，则将该QUIC数据包发送至下一个负载均衡器，如果本地存储的DCID中存在该DCID，则确定该第二负载均衡器为QUIC发生迁移前对应的负载均衡器，则根据对应关系，将该QUIC数据包发送至目标服务器，从而当QUIC发生迁移后，从而使QUIC中的所有QUIC数据包发送至同一个服务器，降低数据丢失或错乱的概率，进而提高系统性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的一种负载均衡器系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种QUIC数据包传输路径的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种QUIC数据包传输路径的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种数据包分发方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种数据分发方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，为本发明实施例的应用场景示意图。该负载均衡系统中包括3个负载均衡器LB0、LB1和LB2，3个负载均衡器间存在一个环形拓扑，即图1中虚线箭头所示，该环形拓扑是预先设定好的，即每个负载均衡器知道自己的相邻的下一个负载均衡器是谁，也就是每个负载均衡器均知道需要将QUIC数据包转发给谁。

比如，图1中，负载均衡器LB0的相邻的下一个负载均衡器为负载均衡器LB1，负载均衡器LB1的相邻的下一个负载均衡器为负载均衡器LB2，负载均衡器LB2的相邻的下一个负载均衡器为负载均衡器LB0，从而负载均衡器LB0、负载均衡器LB1和负载均衡器LB2组成一个环形拓扑。

每个负载均衡器与至少一个服务器(server)对应，每个负载均衡器能调度到的服务器有可能不一样，也有可能一样。客户端(client)发送过来的数据包通过路由器(router)或者交换机，根据四元组转发到对应的负载均衡器上。

本发明实施例支持QUIC(Quick UDP Internet Connection，快速UDP互联网连接)协议，即client发送的数据包为QUIC数据包。

从图1中可以看出，3个负载均衡器均与router连接，也就是说，router可以将接收到的client发送的QUIC数据包发送至负载均衡器LB0，也可以将该QUIC数据包发送至负载均衡器LB1，还可以将该QUIC数据包发送至负载均衡器LB2，具体的，需要router根据四元组对接收到的QUIC数据包进行分发。

这里的四元组指的是源IP(Internet Protocol，互联网协议)地址、目的IP地址、源端口、目的端口，也就是说QUIC数据包对应的源IP地址、目的IP地址、源端口和目的端口，对于同一条QUIC中的所有QUIC数据包，对应的四元组应该是相同的。

然而在传输一条QUIC中的多个QUIC数据包的过程中，可能源IP地址、目的IP地址、源端口和目的端口发生变化，但不影响QUIC数据包的传输。例如当实际用户的网络发生变化，从WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)网络切换到4G网络时，用户地址发生变化，基于TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)无法保持连接的存活；而QUIC基于DCID(Data Compatibility Identifier，数据兼容性标识符)作为连接标识,，仍然可以保证连接存活和数据正常收发。

但是数据中心原本是为TCP协议做的以四元组为分发依据的负载均衡器，对于QUIC的数据迁移特性无法正常工作，DCID是QUIC的标识，所以需要一种适配QUIC的负载局衡器。当前负载均衡器处理QUIC遇到的问题主要有下面两个：

1、当系统中只有一个负载均衡器时，一条QUIC在传输过程中发生连接迁移，也就是四元组发生变化，如果负载均衡器以变化后的四元组来分发QUIC数据包，则会造成同一个QUIC的QUIC数据包被分发到不同的服务器上，从而导致数据丢失或错乱。

该问题可以通过负载均衡器用QUIC的唯一标识DCID来分发QUIC数据包，用DCID确定服务器，即使发生QUIC发生连接迁移，由于该QUIC的DCID是不变的，因此该QUIC中的多个QUIC数据包还是能分发到相同的服务器上。

2、当系统中存在多个负载均衡器时，一条QUIC传输过程中发生连接迁移，也就是四元组发生变化，这条QUIC的不同QUIC数据包有可能被分发到不同的负载均衡器上，由于与负载均衡器服务对应的服务器有可能不同，因此可能会导致同一条QUIC上的多个QUIC数据包被分发到不同的服务器上，从而导致数据丢失或错乱。

比如，如图1所示，对于同一条QUIC，在QUIC迁移前，router根据变化前的四元组，QUIC数据包被分配到负载均衡器LB1上，由于负载均衡器LB1对应的服务器为server1、server2和server3，所以该QUIC数据包被分配到server1或server2或server3上，当QUIC迁移后，router根据变化后的四元组，QUIC数据包被分配到负载均衡器LB2上，由于负载均衡器LB2对应的服务器为server2、server3和server4，所以该QUIC数据包被分配到server2或server3或server4上。如果QUIC迁移前，QUIC数据包被分配到server1，由于QUIC迁移后，负载均衡器LB2对应的服务器为server2、server3和server4，因此负载均衡器LB2无法将QUIC数据包分配到server1上，从而导致QUIC迁移前和QUIC迁移后，同一个QUIC上的不同QUIC数据包被分配到不同的服务器上，从而导致数据丢失或错乱，影响系统性能。

基于上述问题，本发明实施例提供一种负载均衡器系统，如图2所示，该负载均衡器系统包括第一负载均衡器21和至少一个第二负载均衡器22；

第一负载均衡器21，用于接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中未查找到所述第一QUIC数据包的DCID，且确定第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对第一目标字段进行标记后，将第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器22；

每个第二负载均衡器22，用于若接收到第一QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到DCID，且确定第一目标字段已被标记，则将第一QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器22；若在本地存储的DCID中查找到DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将第一QUIC数据包发送至目标服务器。

本发明实施例中，第一负载均衡器21在接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，如果在本地存储的DCID中未查找到第一QUIC数据包，并且确定第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对第一目标字段进行标记，将标记后的第一QUIC数据包发送至与第一负载均衡器21相邻的下一个第二负载均衡器22，每个第二负载均衡器22在接收到第一QUIC数据包后，如果在本地存储的DCID中未查找到该DCID，并且确定该第一目标字段被标记过，则将第一QUIC数据包发送至与该第二负载均衡器22相邻的下一个第二负载均衡器22，如果在本地存储的DCID中查找到该DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将第一QUIC数据包发送至目标服务器，其中，第一QUIC数据包为QUIC中除第一个数据包外的其他数据包。本发明实施例中第一负载均衡器21为QUIC发生迁移后对应的负载均衡器，由于第一负载均衡器21接收到的QUIC数据包为QUIC中除第一个以外的其他QUIC数据包，并且第一负载均衡器21确定本地存储的DCID中并不存在该QUIC数据包对应的DCID，则确定QUIC发生迁移，此时，第一负载均衡器21并不会将该QUIC数据包发送至与第一负载均衡器21对应的服务器，而是对该QUIC数据包中的目标字段进行标记，并发送给下一个第二负载均衡器22，下一个第二负载均衡器22接收到该QUIC数据包后，如果本地存储的DCID中不存在该DCID，并确定目标字段被标记，则将该QUIC数据包发送至下一个第二负载均衡器22，如果本地存储的DCID中存在该DCID，则确定该第二负载均衡器22为QUIC发生迁移前对应的负载均衡器，则根据对应关系，将该QUIC数据包发送至目标服务器，从而当QUIC发生迁移后，从而使QUIC中的所有QUIC数据包发送至同一个服务器，降低数据丢失或错乱的概率，进而提高系统性能。

需要说明的是，一条QUIC中的所有QUIC数据包的DCIC相同。

在具体实施中，第一负载均衡器21接收到第一QUIC数据包后，对该第一QUIC数据包进行解析，得到第一QUIC数据包对应的DCID，然后第一负载均衡器21在本地存储的DCID中进行查找，确定是否存在该DCID，如果存在，则在本地存储的DCID和服务器的对应关系中进行查找，确定是否存在该DCID对应的服务器，如果存在，则说明QUIC未发生迁移，将该第一QUIC数据包发送至该服务器上，如果对应关系中不存在该DCID对应的服务器，则说明该QUIC发生迁移，则将该第一QUIC数据发送至与第一负载均衡器21对应的下一个第二负载均衡器22；如果本地存储的DCID中不存在该DCID，则判断第一QUIC数据包中的目标字段是否被标记，如果未被标记，则对其进行标记，并发送至与第一负载均衡器21对应的下一个第二负载均衡器22，如果被标记，则直接将第一QUIC数据包发送至与第一负载均衡器21对应的下一个第二负载均衡器22。

下一个第二负载均衡器22接收到第一负载均衡器21发送的第一QUIC数据包后，对该第一QUIC数据包进行解析，得到第一QUIC数据包对应的DCID，然后下一个第二负载均衡器22在本地存储的DCID中进行查找，确定是否存在该DCID，如果存在，则在本地存储的DCID和服务器的对应关系中进行查找，确定是否存在该DCID对应的服务器，如果存在，则说明该第二负载均衡器22为目标负载均衡器，也就是QUIC发生迁移前第一QUIC数据包对应的负载均衡器，将该第一QUIC数据包发送至该服务器上，如果对应关系中不存在该DCID对应的服务器，则将该第一QUIC数据发送至与该第二负载均衡器22对应的下一个第二负载均衡器22；如果本地存储的DCID中不存在该DCID，则判断第一QUIC数据包中的目标字段是否被标记，如果未被标记，则对其进行标记，并发送至与该第二负载均衡器22对应的下一个第二负载均衡器22，如果被标记，则直接将第一QUIC数据包发送至与该第二负载均衡器22对应的下一个第二负载均衡器22。

比如，如图3所示，负载均衡器LB1为第一负载均衡器，负载均衡器LB0和负载均衡器LB2为第二负载均衡器，Router根据变化后的四元组，将Client发送的第一QUIC数据包发送给负载均衡器LB1，负载均衡器LB1接收到第一QUIC数据包后，对第一QUIC数据包进行解析，得到DCID，负载均衡器LB1在本地存储的DCID中进行查找，由于四元组发生了变化，也即QUIC发生迁移，则负载均衡器LB1本地存储的DCID中不存在该DCID，且第一QUIC数据包不是QUIC中的第一个数据包，因此第一QUIC数据包中的目标字段未被标记，负载均衡器LB1在确定本地存储的DCID中不存在该DCID，且第一QUIC数据包中的目标字段未被标记，则负载均衡器LB1将第一QUIC数据包发送至负载均衡器LB1的下一个负载均衡器，即图3中所示的负载均衡器LB2。

负载均衡器LB2接收到第一QUIC数据包后，对第一QUIC数据包进行解析，得到DCID，负载均衡器LB2确定本地存储的DCID中不存在该DCID，且第一QUIC数据包中的目标字段被标记，则将该第一QUIC数据包发送至负载均衡器LB2的下一个负载均衡器，即负载均衡器LB0。

负载均衡器LB0接收到第一QUIC数据包后，对第一QUIC数据包进行解析，得到DCID，负载均衡器LB0确定本地存储的DCID中包括该DCID，且本地存储的对应关系中该DCID对应的目标服务器为server2，则负载均衡器LB0将第一QUIC数据包发送至server2。

该实施例中，负载均衡器LB0为目标负载均衡器，也就是QUIC未发生迁移时对应的负载均衡器。

在一种实施例中，第一负载均衡器21接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中查找到该DCID，且本地存储的DCID和服务器的对应关系中未查找到该DCID，则对第一QUIC数据包中的第一目标字段进行标记后，将第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器22。

在具体实施中，对于一个新的QUIC，在发送该QUIC中的QUIC数据包之前，需要建立QUIC，下面对建立QUIC的过程进行说明。

目标负载均衡器若接收到路由器或交换机发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到DCID，且确定第二QUIC数据包中的第二目标字段未被标记，则将DCID存储到本地，并对第二目标字段进行标记后，将第二QUIC数据包发送至相邻的下一个负载均衡器；

第一负载均衡器或每个所述第二负载均衡器若接收到相邻的上一个负载均衡器发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到该DCID，且确定第二目标字段被标记，则将第二QUIC数据包发送至相邻的下一个负载均衡器；

其中，第二QUIC数据包为QUIC中的第一个数据包。

目标负载均衡器如果接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中查找到该DCID，且在对应关系中未查找到该DCID对应的服务器，则对该DCID进行哈希运算，根据得到的哈希值从与目标负载均衡器对应的服务器中确定目标服务器，并将第二QUIC数据包发送至目标服务器。

目标负载均衡器将第二QUIC数据包发送至目标服务器后，将DCID和目标服务器添加至本地存储的对应关系中，并存储。

本发明实施例，针对一个新的QUIC，router发送的新的QUIC中的第一个QUIC数据包后，由接收到该QUIC数据包的第一个负载均衡器开始，经过一个环形拓扑中所有的负载均衡器后，该QUIC数据包再发送至第一个负载均衡器，第一个负载均衡器再次接收到该QUIC数据包后，确定目标服务器，并将该QUIC数据包发送至该目标服务器，以及将DCID和目标服务器的对应关系存在到本地，以便传输该QUIC中其他QUIC数据包使用。

比如，如图4所示，client向服务端发起一个新的QUIC，client发送QUIC中的第一个QUIC数据包，该QUIC数据包中带DCID，router接收到该QUIC数据包后，根据四元组，将该QUIC数据包被分发到负载均衡器LB0上；负载均衡器LB0接收到该QUIC数据包后，对该QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，负载均衡器LB0查找本地存储的DCID中是否存在该QUIC数据中携带的DCID，如果存在，则说明该DCID对应的QUIC是已经存在的QUIC，由于该QUIC数据包为新的QUIC中的第一个数据包，则说明该QUIC为新的连接，所以负载均衡器LB0本地存储的DCID中不存在该DCID，即该QUIC中的数据包未在负载均衡器LB0转发过，负载均衡器LB0将该DCID存在到本地，并对该QUIC数据包中的目标字段进行标记，比如，该QUIC数据包中的IP头部的TOS字段，负载均衡器LB0将标记好的QUIC数据包发送至下一个负载均衡器，即负载均衡器LB1；

负载均衡器LB1接收到负载均衡器LB0该QUIC数据包后，对该QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，负载均衡器LB1确定本地存储的DCID中不存在该QUIC数据中携带的DCID，且确定该QUIC数据包中的目标字段被标记，则将该QUIC数据包发送至下一个负载均衡器，即负载均衡器LB2；

需要说明的是，负载均衡器确定QUIC数据包的目标字段被标记后，不将该QUIC数据包中携带的DCID存储在本地。

负载均衡器LB2接收到负载均衡器LB1发送的QUIC数据包后，对该QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，负载均衡器LB2确定本地存储的DCID中不存在该QUIC数据中携带的DCID，且确定该QUIC数据包中的目标字段被标记，则将该QUIC数据包发送至下一个负载均衡器，即负载均衡器LB0；

负载均衡器LB0接收到负载均衡器LB2发送的QUIC数据包后，也即负载均衡器LB0第二次接收到该QUIC数据包，对该QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，由于负载均衡器LB0在第一次接收到该QUIC数据包后，对该QUIC数据包中携带的DCID进行了保存，则负载均衡器LB0确定本地存储的DCID中存在该QUIC数据中携带的DCID，且确定该QUIC数据包中的目标字段被标记，则负载均衡器LB0对该QUIC数据中携带的DCID进行哈希运算，根据哈希值从与负载均衡器LB0对应的服务器中选择目标服务器，比如，目标服务器为server2，负载均衡器LB0将该QUIC数据包发送至server2，并将该QUIC数据中携带的DCID与目标服务器的对应关系存储到本地。

上述过程为QUIC建立的过程，QUIC建立完成后，在传输该QUIC中的其他QUIC数据包时，包括QUIC未发生迁移和QUIC发生迁移两种情况，下面针对这两种情况进行说明。

情况一、QUIC未发生迁移。

目标负载均衡器接收到路由器或交换机发送的第三QUIC数据包后，对第三QUIC数据包进行解析，得到第三QUIC数据包中携带的DCID，根据该DCID和本地存储的对应关系，确定目标服务器，并将第三QUIC数据包发送至目标服务器。

比如，结合图4，router根据四元组，将第三QUIC数据包发送至负载均衡器LB0，负载均衡器LB0接收到第三QUIC数据包后，对第三QUIC数据包进行解析，得到第三QUIC数据包中携带的DCID，由于第三QUIC数据包、第一QUIC数据包和第二QUIC数据包属于同一个QUIC，因此第三QUIC数据包中携带的DCID、第一QUIC数据包中携带的DCID以及第二QUIC数据包中携带的DCID相同，所以负载均衡器LB0中已经存储了第二QUIC数据包中携带的DCID，因此负载均衡器LB0本地存储的DCID中包括第三QUIC数据包中携带的DCID，负载均衡器LB0确定本地存储的DCID中包括第三QUIC数据包中携带的DCID后，确定本地存储的对应关系中是否存在该DCID与server2的对应关系，则将第三QUIC数据包发送至server2。

情况二、QUIC发生迁移。

客户端和服务器之间的QUIC发生迁移，客户端发送一个四元组和之前不同，但DCID和之前相同的QUIC数据包，router接收到QUIC数据包后，根据变化后的四元组，将该QUIC数据包发送至与变化后的四元组对应的负载均衡器上，由于四元组发生变化，则与变化后的四元组对应的负载均衡器和与变化前的四元组对应的负载均衡器不同，因此与变化后的四元组对应的负载均衡器的本地存储的DCID中不存在该DCID，由于该QUIC数据包并非QUIC中的第一个数据包，因此，该QUIC数据包的目标字段未被标记，与变化后的四元组对应的负载均衡器将该DCID存储到本地，并对该QUIC数据包中的目标字段进行标记，标记后将该QUIC数据包发送至下一个负载均衡器；

下一个负载均衡器接收到该QUIC数据包后，对该QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，下一个负载均衡器确定本地存储的DCID中不存在该DCID，且确定该QUIC数据包中的目标字段被标记，则将该QUIC数据包转发至下一个负载均衡器，或下一个负载均衡器确定本地存储的DCID中存在该DCID，且确定该QUIC数据包中的目标字段未被标记，则对目标字段进行标记后将该QUIC数据包转发至下一个负载均衡器，以使下一个负载均衡器接收到该QUIC数据包后，重复上述操作；如果下一个负载均衡器确定本地存储的DCID中存在该DCID，且存储的对应关系中包括该DCID和服务器的对应关系，则下一个负载均衡器根据该对应关系和该DCID，确定目标服务器，并将该QUIC发送至该目标服务器。

比如，如图3所示，client和server建的QUIC发生连接迁移，client发送一个四元组和之前不同，但DCID相同的QUIC数据包，router根据接收到的变化后的四元组，将该QUIC数据包转发到负载均衡器LB1；

需要说明的，在QUIC未发生迁移前，即四元组未发生变化时，router根据接收到的变化前的四元组，将该QUIC数据包转发到负载均衡器LB0。

负载均衡器LB1对接收到的router发送的QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，负载均衡器LB1确定本地存储的DCID中不存在该QUIC数据包中携带的DCID，且，该QUIC数据包的IP头部的TOS字段未被标记，负载均衡器LB1将该QUIC数据包中携带的DCID存储在本地，并标记该QUIC数据包的IP头部的TOS字段，负载均衡器LB1将该QUIC数包转发给下一个负载均衡器，即负载均衡器LB2；

负载均衡器LB2对接收到的负载均衡器LB1发送的QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，负载均衡器LB2确定本地存储的DCID中不存在该QUIC数据包中携带的DCID，且，该QUIC数据包的IP头部的TOS字段被标记，负载均衡器LB2将该QUIC数据包发送至下一个负载均衡器，即负载均衡器LB0；

负载均衡器LB0对接收到的负载均衡器LB2发送的QUIC数据包进行解析，得到该QUIC数据包中携带的DCID，负载均衡器LB0确定本地存储的DCID中存在该QUIC数据包中携带的DCID，且，本地存储的对应关系中存在该DCID和服务器的对应关系，负载均衡器LB0根据该DCID和该对应关系，确定目标服务器为server2，并将该QUIC数据包发送至server2。

上述为在QUIC发生变化后，完成的一次QUIC数据包的传输，由于负载均衡器LB1在接收到QUIC数据包后，不直接将该数据包发送至服务器，而是根据该QUIC数据包的DCID和该QUIC数据包中目标字段是否被标记，来确定将该QUIC数据包发送至服务器还是发送至下一个负载均衡器，从而在QUIC发生迁移时，可以保证该QUIC的QUIC数据包能够准确的发送至目标服务器。

在一种实施例中，后面迁移过的QUIC数据包被转发到负载均衡器LB1，虽然负载均衡器LB1本地存储的DCID中存在该QUIC数据包中携带的DCID，但是负载均衡器LB1本地存储的对应关系中并不存在该DCID和服务器的对应关系，所以负载均衡器LB1对该QUIC数据包中的目标字段进行标记，并将标记后的QUIC数据包发送至负载均衡器LB2。

现有技术一般是负载均衡器上解析出QUIC数据包中携带的DCID，然后对该DCID进行哈希预算，得到哈希值，根据得到的哈希值找出服务器，但在复杂的环境下，例如服务器动态增删；或者每个负载均衡器对应的服务器个数不一致；或者QUIC发生了连接迁移，在这些变化的环境下，hash算法不能百分百保证一条QUIC的所有QUIC数据包都正确的转发到同一台服务器，而本申请可以保证在负杂环境下，一条QUIC的所有QUIC数据包都转发到同一台服务器上。

本申请实施例适用于多个负载均衡器的情况，如果数据中心里只有一个负载均衡器，那么只要根据QUIC数据包中携带的DCID，通过hash算法找到对应的服务器即可。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供一种数据包分发方法，应用于上述任一所述的负载均衡器系统，如图5所示，该方法包括如下步骤：

S501、通过所述第一负载均衡器接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中未查找到所述第一QUIC数据包的DCID，且确定所述第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器；

S502、通过每个所述第二负载均衡器若接收到所述第一QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第一目标字段被标记，则将所述第一QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将所述第一QUIC数据包发送至所述目标服务器；

其中，所述第一QUIC数据包为所述QUIC中除第一个数据包外的其他数据包。

本发明实施例提供的一种数据包分发方法，第一负载均衡器在接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，如果在本地存储的DCID中未查找到第一QUIC数据包，并且确定第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对第一目标字段进行标记，将标记后的第一QUIC数据包发送至与第一负载均衡器相邻的下一个第二负载均衡器，每个第二负载均衡器在接收到第一QUIC数据包后，如果在本地存储的DCID中未查找到该DCID，并且确定该第一目标字段被标记，则将第一QUIC数据包发送至与该第二负载均衡器相邻的下一个第二负载均衡器，如果在本地存储的DCID中查找到该DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将第一QUIC数据包发送至目标服务器，其中，第一QUIC数据包为QUIC中除第一个数据包外的其他数据包。本发明实施例中第一负载均衡器为QUIC发生迁移后对应的负载均衡器，由于第一负载均衡器接收到的QUIC数据包为QUIC中除第一个以外的其他QUIC数据包，并且第一负载均衡器确定本地存储的DCID中并不存在该QUIC数据包对应的DCID，则确定QUIC发生迁移，此时，第一负载均衡器并不会将该QUIC数据包发送至与第一负载均衡器对应的服务器，而是对该QUIC数据包中的目标字段进行标记，并发送给下一个第二负载均衡器，下一个第二负载均衡器接收到该QUIC数据包后，如果本地存储的DCID中不存在该DCID，并确定目标字段被标记，则将该QUIC数据包发送至下一个第二负载均衡器，如果本地存储的DCID中存在该DCID，则确定该第二负载均衡器为QUIC发生迁移前对应的负载均衡器，则根据对应关系，将该QUIC数据包发送至目标服务器，从而当QUIC发生迁移后，从而使QUIC中的所有QUIC数据包发送至同一个服务器，降低数据丢失或错乱的概率，进而提高系统性能。

可选的，该方法还包括：

通过第二负载均衡器若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则将所述第二负载均衡器作为目标负载均衡器；

通过所述目标负载均衡器若接收到所述路由器或所述交换机发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二QUIC数据包中的第二目标字段未被标记，则将所述DCID存储到本地，并对所述第二目标字段进行标记后，将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

通过每个所述第二负载均衡器若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二目标字段被标记，则将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

其中，所述第二QUIC数据包为QUIC中的第一个数据包。

可选的，该方法还包括：

通过所述目标负载均衡器若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且在所述对应关系中未查找到所述DCID对应的服务器，则对所述DCID进行哈希运算，根据得到的哈希值从与所述目标负载均衡器对应的服务器中确定目标服务器，并将所述第二QUIC数据包发送至所述目标服务器。

可选的，该方法还包括：

通过所述第一负载均衡器接收到所述路由器或所述交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且本地存储的DCID和服务器的对应关系中未查找到所述DCID，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器。

下面对本申请实施例中的任意一个负载均衡器对QUIC数据包进行分发的方法进行说明。

如图6所示，为本发明实施例提供的另一种数据包分发方法的流程示意图。

S601、负载均衡器接收到QUIC数据包后，解析出该QUIC数据包中的DCID；

S602、负载均衡器判断本地存储的DCID中是否存在该DCID，若是，则执行S603，否则执行S605；

S603、负载均衡器判断本地存储的对应关系中是否关联了与该DCID对应的服务器，若是，则执行S604，否则执行S609；

S604、负载均衡器将该QUIC数据包转发给该服务器；

S605、负载均衡器判断QUIC数据包中的IP包的TOS字段是否被标记，若是，则执行S606，否则执行S608；

S606、负载均衡器在本地存储该DCID；

S607、负载均衡器对QUIC数据包中的IP包头的TOS字段进行标记；

S608、负载均衡器将该QUIC数据包转发给相邻的下一个负载均衡器；

S609、负载均衡器判断QUIC数据包中的IP包头的TOS字段是否被标记，若是，则执行S610，否则执行S607；

S610、负载均衡器对DCID进行哈希运算，得到哈希值，根据该哈希值确定服务器，并在本地存储该DCID和该服务器的对应关系，执行S604。

本发明实施例，当QUIC出现连接迁移后，负载均衡器间能通过转发QUIC数据包正确的把QUIC数据包转发到处理该QUIC数据包所属的QUIC的负载均衡器上进行分发。这样就能确保QUIC出现连接迁移也能够确保同一个QUIC的QUIC数据包被分发到同一个服务器。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明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)

1.一种负载均衡系统，其特征在于，该系统包括：第一负载均衡器和至少一个第二负载均衡器；

所述第一负载均衡器，用于接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中未查找到所述第一QUIC数据包的DCID，且确定所述第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器；

每个所述第二负载均衡器，用于若接收到所述第一QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第一目标字段被标记，则将所述第一QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将所述第一QUIC数据包发送至所述目标服务器；

其中，第一QUIC数据包为QUIC中除第一个数据包外的其他数据包。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二负载均衡器还用于：

若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则将所述第二负载均衡器作为目标负载均衡器；

所述目标负载均衡器还用于：

用于若接收到所述路由器或所述交换机发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二QUIC数据包中的第二目标字段未被标记，则将所述DCID存储到本地，并对所述第二目标字段进行标记后，将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

所述第一负载均衡器或每个所述第二负载均衡器具体用于：

若接收到相邻的上一个负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二目标字段被标记，则将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个负载均衡器；

其中，所述第二QUIC数据包为QUIC中的第一个数据包。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述目标负载均衡器还用于：

若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且在所述对应关系中未查找到所述DCID对应的服务器，则对所述DCID进行哈希运算，根据得到的哈希值从与所述目标负载均衡器对应的服务器中确定目标服务器，并将所述第二QUIC数据包发送至所述目标服务器。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述目标负载均衡器还用于：

将所述第二QUIC数据包发送至所述目标服务器后，将所述DCID和所述目标服务器添加至所述对应关系中，并存储。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述目标负载均衡器还用于：

接收到所述路由器或所述交换机发送的第三QUIC数据包后，对所述第三QUIC数据包进行解析，得到所述DCID；根据所述DCID和所述对应关系，确定所述目标服务器，并将所述第三QUIC数据包发送至所述目标服务器。

6.如权利要求1～5任一所述的系统，其特征在于，所述第一负载均衡器还用于：

接收到所述路由器或所述交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且本地存储的DCID和服务器的对应关系中未查找到所述DCID，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器。

7.一种数据包分发方法，其特征在于，应用于如权利要求1～6任一所述的负载均衡系统，该方法包括：

通过所述第一负载均衡器接收到路由器或交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中未查找到所述第一QUIC数据包的DCID，且确定所述第一QUIC数据包中的第一目标字段未被标记，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器；

通过每个所述第二负载均衡器若接收到所述第一QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第一目标字段被标记，则将所述第一QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则根据DCID和服务器的对应关系，确定目标服务器，并将所述第一QUIC数据包发送至所述目标服务器；

其中，所述第一QUIC数据包为所述QUIC中除第一个数据包外的其他数据包。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过第二负载均衡器若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，则将所述第二负载均衡器作为目标负载均衡器；

通过所述目标负载均衡器若接收到所述路由器或所述交换机发送的第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二QUIC数据包中的第二目标字段未被标记，则将所述DCID存储到本地，并对所述第二目标字段进行标记后，将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

通过每个所述第二负载均衡器若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中未查找到所述DCID，且确定所述第二目标字段被标记，则将所述第二QUIC数据包发送至相邻的下一个第二负载均衡器；

其中，所述第二QUIC数据包为QUIC中的第一个数据包。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过所述目标负载均衡器若接收到相邻的上一个第二负载均衡器发送的所述第二QUIC数据包后，在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且在所述对应关系中未查找到所述DCID对应的服务器，则对所述DCID进行哈希运算，根据得到的哈希值从与所述目标负载均衡器对应的服务器中确定目标服务器，并将所述第二QUIC数据包发送至所述目标服务器。

10.如权利要求7～9任一所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过所述第一负载均衡器接收到所述路由器或所述交换机发送的第一QUIC数据包后，若在本地存储的DCID中查找到所述DCID，且本地存储的DCID和服务器的对应关系中未查找到所述DCID，则对所述第一目标字段进行标记后，将所述第一QUIC数据包发送至相邻的第二负载均衡器。

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