CN116471273B - 一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及跨网数据交换技术领域，尤其涉及一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，包括：检索中间缓存单元内中间数据库内是否存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据并当存在对应的用户相关数据时，判定针对用户请求的竞争处理次数；检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型；每次竞争处理完成时根据预选处理模块数量判定是否继续下次竞争处理，且预选处理模块数量符合标准时根据当前客户端使用量占比确定是否对用户请求的数据进行分模块处理；本发明提高了跨网数据交换系统的负载均衡性。

Description

一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法

技术领域

本发明涉及跨网数据交换技术领域，尤其涉及一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法。

背景技术

在信息化建设的过程中，不同网络不同应用系统之间复杂多样的数据交换需求，对数据交换系统的数据处理能力提出了更高的要求。

常见数据交换系统前置机都是单一的设备，如果前置机出现性能瓶颈问题，整个数据交换通道都会受到影响，一般用链路冗余来解决负载均衡的问题。成本会大幅增加。

中国专利公开号CN105915630A公布了一种跨网络数据传输系统及负载均衡调度方法，包括：分布式处理中心和多个网络节点，网络节点用于根据每个处理节点的负荷信息从多个处理节点中确定处理待处理数据的目标节点，并将待处理数据上传至目标节点；目标节点用于保存网络节点上传的待处理数据，并根据关联关系从多个处理节点中确定与目标节点存在关联关系的关联节点，并将待处理数据备份至关联节点上，并通过目标节点处理待处理数据；关联节点用于保存目标节点发送的待处理数据。由此可见，所述一种跨网络数据传输系统及负载均衡调度方法存在以下问题：未考虑到在待处理数据超出处理节点的处理能力时如何对各处理节点进行调度分配导致系统负载不平衡。

发明内容

为此，本发明提供一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，用以克服现有技术中待处理数据超出处理器承载范围时导致数据交换系统负载不平衡的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，包括：

客户端检索中间缓存单元内中间数据库内是否存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据并当存在对应的用户相关数据时，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数；

中间缓存单元检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型，并在检测到胜出模块则停止竞争处理、选用胜出模块处理用户请求，其中，所述类型包括胜出模块、预选处理模块以及落选模块；其中，若检测到胜出模块则停止竞争处理并选用该胜出模块处理用户请求；

在第一处理时机，所述中间缓存单元在每次竞争处理完成时检测预选处理模块数量并根据预选处理模块数量判定是否继续下次竞争处理，并在判定继续下次竞争处理时根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节以及根据可能拥挤度判定预设符合度状态的取值范围的调节方式；

在第二处理时机，所述中间缓存单元在竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准时根据当前客户端使用量占比确定是否需要通过中间缓存单元与终端调度单元对用户请求进行分模块处理并根据当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值判定中间缓存单元与终端调度单元对应处理的数据量；

其中，可能拥挤度根据预设处理模块数量以及处理模块总数量确定，所述处理模块为当前处理任务数小于该模块最大允许处理任务数的模块，符合度根据客户端当前使用数、处理模块当前处理任务数以及处理模块距离客户端的传输距离确定；

其中，所述第一处理时机为所述中间缓存单元在每次竞争处理完成时，所述第二处理时机为所述中间缓存单元在竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准时。

进一步地，所述客户端在信息确定条件下检索中间缓存单元内中间数据库内是否存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据；

若存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据，所述中间缓存单元判定无需将用户请求传送至终端调度单元，并将对应的用户相关数据的预设存留时间增大；

若不存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据，所述中间缓存单元判定将用户请求传送至终端调度单元，所述中间缓存单元在终端调度单元对用户请求处理完成时将所述终端调度单元内与未储存用户对应的用户相关数据信息复制转移至中间数据库，并储录该用户的用户认证信息且将用户认证信息与该用户相关数据信息捆绑记录；其中，未储存用户为中间缓存单元内不存在与该用户的用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据的用户；

其中，存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据时，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第一请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第一竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第二请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第二竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第三请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第三竞争处理次数；

其中，所述第一请求数据规模状态下的数据规模小于所述第二请求数据规模状态下的数据规模，第二请求数据规模状态下的数据规模小于所述第三请求数据规模状态下的数据规模，所述第一竞争处理次数大于所述第二竞争处理次数，第二竞争处理次数大于所述第三竞争处理次数；

其中，所述信息确定条件为所述客户端接收到用户请求。

进一步地，处理模块的符合度的计算公式为：

其中，X为处理模块所连接的客户端当前使用数，X0为处理模块连接的客户端总数，Y为处理模块当前处理任务数，Y0为处理模块允许的最大处理任务数，Z为处理模块距离客户端的传输距离，Z0为所有处理模块距离客户端的传输距离的平均值，α1为第一权重系数，α2为第二权重系数，α3为第三权重系数，0＜α3＜α2＜α1。

进一步地，所述中间缓存单元在第一预处理条件下检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型；

若处理模块的符合度处于第一预设符合度状态，所述中间缓存单元判定该处理模块为落选模块且在下一次竞争处理中剔除该落选模块；

若处理模块的符合度处于第二预设符合度状态，所述中间缓存单元判定该处理模块为预选处理模块且根据预选处理模块的数量判定是否进行下一次竞争处理；

若处理模块的符合度处于第三预设符合度状态，所述中间缓存单元判定锁定该处理模块为胜出模块并停止针对用户请求的竞争处理；

其中，所述第一预处理条件为针对用户请求的竞争处理次数判定完成，所述第一预设符合度状态下的符合度大于所述第二预设符合度状态下的符合度，第二预设符合度状态下的符合度大于所述第三预设符合度状态下的符合度，所述胜出模块用以处理用户请求。

进一步地，所述中间缓存单元在第二预处理条件下检测预选处理模块数量并根据预选处理模块数量判定是否进行下一次竞争处理；

若预选处理模块数量处于第一预设处理模块数量状态，中间缓存单元根据预设处理模块数量Ny以及处理模块总数量Nz判定可能拥挤度B，设定B＝Ny/Nz，若B≤B0，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理，若B＞B0，中间缓存单元判定进行下一次竞争处理；

若预选处理模块数量处于第二预设处理模块数量状态，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理并根据当前客户端使用量占比判定进行数据处理的预选处理模块选取方式；

其中，所述第二预处理条件为单次竞争处理完成且中间缓存单元判定进行下一次竞争处理，所述第一预设处理模块数量状态下的预选处理模块数量小于所述第二预设处理模块数量状态下的预选处理模块数量，B0为预设可能拥挤度，0＜B0。

进一步地，所述中间缓存单元每次竞争处理时以客户端为中心并以预设检索直径作竞争处理范围以检索其中的处理模块；所述中间缓存单元设有检索直径差值，从第二次竞争处理开始，每次竞争处理的检索范围的检索直径相比上一次竞争处理的检索范围的检索直径增加一个检索直径差值；

其中，所述检索直径差值大于零，竞争处理范围为以接收到用户请求的客户端为圆心，以预设检索直径作直径所获得的圆。

进一步地，所述中间缓存单元在范围调节条件下根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节；

若预设处理模块数量小于或等于预设对比数量基准值，中间缓存单元判定根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值对下次竞争处理的检索直径差值进行调大；

若预选处理模块数量大于预设对比数量基准值，中间缓存单元判定无需对下次竞争处理的检索直径差值进行调大；

其中，针对检索直径差值进行调节时，预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值与检索直径差值的大小关系为线性关系，预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值为预设对比数量基准值减去预选处理模块数量所得差值；所述范围调节条件为中间缓存单元判定继续下次竞争处理。

进一步地，所述中间缓存单元在符合度调节条件下根据可能拥挤度判定预设符合度状态的取值范围的调节方式；

若可能拥挤度处于第一拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第一符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

若可能拥挤度处于第二拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第二符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

若可能拥挤度处于第三拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第三符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

其中，符合度调节状态为除第一次竞争处理以外每次竞争处理开始，所述第一拥挤度状态下的可能拥挤度小于所述第二拥挤度状态下的可能拥挤度，第二拥挤度状态下的可能拥挤度小于所述第三拥挤度状态下的可能拥挤度，第一符合度调节方式调节后的取值范围小于第二符合度调节方式调节后的取值范围，第二符合度调节方式调节后的取值范围小于第三符合度调节方式调节后的取值范围，其中，调节后的取值范围大于预设最低取值范围。

进一步地，所述中间缓存单元在第一数据处理条件下检测当前客户端使用量占比并根据当前客户端使用量占比确定是否需要进行分模块处理；

若当前客户端使用量占比处于第一客户端使用量占比状态，所述中间缓存单元判定无需进行分模块处理，并提取符合度最大的预选处理模块对用户请求进行处理；

若当前客户端使用量占比处于第二客户端使用量占比状态，所述中间缓存单元判定需进行分模块处理；

其中，所述第一数据处理条件为竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准，所述第一客户端使用量占比状态下客户端使用量小于所述第二客户端使用量占比状态下客户端使用量。

进一步地，所述中间缓单元在第二数据处理条件下根据当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值判定中间处理的数据量；

若差值处于第一占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第一处理数据量；

若差值处于第二占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第二处理数据量；

若差值处于第三占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第三处理数据量；

其中，中间处理的数据量由中间缓存单元进行处理，中间处理的数据量以外的用户请求需处理的数据量由终端调度单元进行处理，当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值为预设客户端使用量占比阈值减去当前客户端使用量占比所得数值，所述第一占比差值状态下的差值小于第二占比差值状态下的差值，第二占比差值状态下的差值小于所述第三占比差值状态下的差值，所述第一处理数据量小于所述第二处理数据量，第二处理数据量小于所述第三处理数据量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数，用户请求的数据规模越大，针对用户请求的竞争处理次数越低，避免搜索以及数据处理时长过长导致数据处理效率低，并且在第一处理时机，中间缓存单元在每次竞争处理完成时检测预选处理模块数量并根据预选处理模块数量判定是否继续下次竞争处理，并在判定继续下次竞争处理时根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节，避免了处理模块繁忙以及处理模块搜索效率差的问题，进而提高了本发明的数据处理效率以及负载平衡能力。

进一步地，本发明中存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据时，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数，避免由于用户请求的数据规模很大时导致数据处理时间过长，因此对竞争处理次数进行调节，避免搜索处理模块所花费时间过多。

进一步地，本发明中间缓存单元在第一预处理条件下检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型，根据符合度不同，选择不同的处理方式，在处理模块的符合度处于第一预设符合度状态，直接选用胜出模块进行数据处理，节省了数据处理的时长，在处理模块的符合度处于第二预设符合度状态时，根据预选处理模块的数量判定是否进行下一次竞争处理，避免处理模块负载过大导致系统崩溃。

进一步地，在本发明中所述中间缓存单元在范围调节条件下根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节，避免了搜索范围过小导致的处理模块搜索效率差的问题，也避免了预选处理模块数量接近预设阈值时搜索范围过大导致时间的消耗过大。

进一步地，在本发明中在符合度调节条件下根据可能拥挤度判定预设符合度状态的取值范围的调节方式，避免了预选处理模块使用量占比过大且预设符合度的标准过高导致的预选处理模块检索效果差的问题，进而避免了由于负载不均衡导致的系统问题。

附图说明

图1为本发明实施例跨网数据交换系统的负载均衡实现方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，本发明提供一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，包括：

客户端检索中间缓存单元内中间数据库内是否存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据并当存在对应的用户相关数据时，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数；

中间缓存单元检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型，并在检测到胜出模块则停止竞争处理、选用胜出模块处理用户请求，其中，所述类型包括胜出模块、预选处理模块以及落选模块；其中，若检测到胜出模块则停止竞争处理并选用该胜出模块处理用户请求；

在第一处理时机，所述中间缓存单元在每次竞争处理完成时检测预选处理模块数量并根据预选处理模块数量判定是否继续下次竞争处理，并在判定继续下次竞争处理时根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节以及根据可能拥挤度判定预设符合度状态的取值范围的调节方式；

在第二处理时机，所述中间缓存单元在竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准时根据当前客户端使用量占比确定是否需要通过中间缓存单元与终端调度单元对用户请求的数据进行分模块处理并根据当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值判定中间缓存单元与终端调度单元对应处理的数据量；

其中，可能拥挤度根据预设处理模块数量以及处理模块总数量确定，所述处理模块为当前处理任务数小于该模块最大允许处理任务数的模块，符合度根据客户端当前使用数、处理模块当前处理任务数以及处理模块距离客户端的传输距离确定；

其中，所述第一处理时机为所述中间缓存单元在每次竞争处理完成时，所述第二处理时机为所述中间缓存单元在竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准时。

具体而言，所述客户端在信息确定条件下检索中间缓存单元内中间数据库内是否存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据；

若存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据，所述中间缓存单元判定无需将用户请求传送至终端调度单元，并将对应的用户相关数据的预设存留时间增大；

若不存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据，所述中间缓存单元判定将用户请求传送至终端调度单元，所述中间缓存单元在终端调度单元对用户请求处理完成时将所述终端调度单元内与未储存用户对应的用户相关数据信息复制转移至中间数据库，并储录该用户的用户认证信息且将用户认证信息与该用户相关数据信息捆绑记录；其中，未储存用户为中间缓存单元内不存在与该用户的用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据的用户；

其中，存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据时，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第一请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第一竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第二请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第二竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第三请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第三竞争处理次数；

其中，所述第一请求数据规模状态下的数据规模小于所述第二请求数据规模状态下的数据规模，第二请求数据规模状态下的数据规模小于所述第三请求数据规模状态下的数据规模，所述第一竞争处理次数大于所述第二竞争处理次数，第二竞争处理次数大于所述第三竞争处理次数；

其中，所述信息确定条件为所述客户端接收到用户请求。

作为可实施的实施方式，上述判定过程可转化为：中间缓存单元检测用户请求的数据规模S，中间缓存单元设有第一预设数据规模S1、第二预设数据规模S2、竞争处理次数基准值N0、第一预设次数调节系数β1以及第二预设次数调节系数β2，其中，0＜S1＜S2,0＜N0,0＜β1＜1＜β2；

若S≤S1，中间缓存单元判定针对用户请求的竞争处理次数为N，设定N＝N0×β2；

若S1＜S≤S2，中间缓存单元判定针对用户请求的竞争处理次数为N，设定N＝N0；

若S2＜S，中间缓存单元判定针对用户请求的竞争处理次数为N，设定N＝N0×β1；

其中，预设数据规模的取值主要与处理模块的平均数据处理能力有关，同时也与处理模块的总量有关，避免用户请求的数据规模过大时，系统在竞争处理选择处理模块的过程上的时间冗余导致整体数据处理时间过长的问题，用户能够根据历史经验、处理模块的数据处理能力以及对于数据处理速度的需求对预设数据规模的取值进行设定。

具体而言，处理模块的符合度的计算公式为：

其中，X为处理模块所连接的客户端当前使用数，X0为处理模块连接的客户端总数，Y为处理模块当前处理任务数，Y0为处理模块允许的最大处理任务数，Z为处理模块距离客户端的传输距离，Z0为所有处理模块距离客户端的传输距离的平均值，α1为第一权重系数，α2为第二权重系数，α3为第三权重系数，0＜α3＜α2＜α1。

具体而言，所述中间缓存单元在第一预处理条件下检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型；

若处理模块的符合度处于第一预设符合度状态，所述中间缓存单元判定该处理模块为落选模块且在下一次竞争处理中剔除该落选模块；

若处理模块的符合度处于第二预设符合度状态，所述中间缓存单元判定该处理模块为预选处理模块且根据预选处理模块的数量判定是否进行下一次竞争处理；

若处理模块的符合度处于第三预设符合度状态，所述中间缓存单元判定锁定该处理模块为胜出模块并停止针对用户请求的竞争处理；

其中，所述第一预处理条件为针对用户请求的竞争处理次数判定完成，所述第一预设符合度状态下的符合度大于所述第二预设符合度状态下的符合度，第二预设符合度状态下的符合度大于所述第三预设符合度状态下的符合度，所述胜出模块用以处理用户请求；

作为可实施的方式，上述判定过程可转化为：中间缓存单元设有第一预设符合度K1和第二预设符合度K2，其中，0＜K1＜K2；

若K≤K1，所述中间缓存单元判定该处理模块为落选模块且在下一次竞争处理中剔除该落选模块；

若K1＜K≤K2，所述中间缓存单元判定该处理模块为预选处理模块且根据预选处理模块的数量判定是否进行下一次竞争处理；

若K2＜K，所述中间缓存单元判定锁定该处理模块为胜出模块并停止针对用户请求的竞争处理；

其中，预设符合度的取值与对于处理请求数据的处理模块的选择标准有关，即用户能够根据实验获取负载平衡状态下允许的最大的处理模块符合度，并在允许范围内根据用户对于数据处理的速度需求确定预设符合度的取值。

具体而言，所述中间缓存单元在第二预处理条件下检测预选处理模块数量并根据预选处理模块数量判定是否进行下一次竞争处理；

若预选处理模块数量处于第一预设处理模块数量状态，中间缓存单元根据预设处理模块数量Ny以及处理模块总数量Nz判定可能拥挤度B，设定B＝Ny/Nz，若B≤B0，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理，若B＞B0，中间缓存单元判定进行下一次竞争处理；

若预选处理模块数量处于第二预设处理模块数量状态，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理并根据当前客户端使用量占比判定进行数据处理的预选处理模块选取方式；

其中，所述第二预处理条件为单次竞争处理完成且中间缓存单元判定进行下一次竞争处理，所述第一预设处理模块数量状态下的预选处理模块数量小于所述第二预设处理模块数量状态下的预选处理模块数量，B0为预设可能拥挤度，0＜B0。

作为可实施的方式，上述判定过程可转换为：中间缓存单元设有第一预设处理模块数量Ny0，其中，0＜Ny0；

若Ny≤Ny0，中间缓存单元根据预设处理模块数量Ny以及处理模块总数量Nz判定可能拥挤度B；

若Ny＞Ny0，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理并根据当前客户端使用量占比判定进行数据处理的预选处理模块选取方式。

其中，所述第一预设处理模块数量的取值与处理模块的总数量有关，用户能够在第一预设处理模块数量的处理模块同时运行时不会对系统负载造成影响的前提下，对第一预设处理模块的数量根据自身数据处理需求进行设定。

具体而言，所述中间缓存单元每次竞争处理时以客户端为中心并以预设检索直径作竞争处理范围以检索其中的处理模块；所述中间缓存单元设有检索直径差值，从第二次竞争处理开始，每次竞争处理的检索范围的检索直径相比上一次竞争处理的检索范围的检索直径增加一个检索直径差值；

其中，所述检索直径差值大于零，竞争处理范围为以接收到用户请求的客户端为圆心，以预设检索直径作直径所获得的圆。

具体而言，所述中间缓存单元在范围调节条件下根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节；

若预设处理模块数量小于或等于预设对比数量基准值，中间缓存单元判定根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值对下次竞争处理的检索直径差值进行调大；

若预选处理模块数量大于预设对比数量基准值，中间缓存单元判定无需对下次竞争处理的检索直径差值进行调大；

其中，针对检索直径差值进行调节时，预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值与检索直径差值的大小关系为线性关系，预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值为预设对比数量基准值减去预选处理模块数量所得差值；所述范围调节条件为中间缓存单元判定继续下次竞争处理；

作为可实施的方式，上述判定过程可转化为：中间缓存单元设有预设对比数量基准值Nyc，检索直径差值R0,0＜Nyc,0＜R0；

若Ny≤Nyc，中间缓存单元判定根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值对下次竞争处理的检索直径差值进行调大,调节后的检索直径差值为R，设定R＝R0×Nyc/(Nyc-Ny)；

若Ny＞Nyc，中间缓存单元判定无需对下次竞争处理的检索直径差值进行调大；

其中，预设对比数量基准值的取值与用户对于数据处理速度的需求有关，用户能够在保证预选处理模块的数量为预设对比数量基准的时，预选处理模块的处理速度能够满足用户对于数据处理速度的需求下对预设对比数量基准值进行自行设定。

具体而言，所述中间缓存单元在符合度调节条件下根据可能拥挤度判定预设符合度状态的取值范围的调节方式；

若可能拥挤度处于第一拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第一符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

若可能拥挤度处于第二拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第二符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

若可能拥挤度处于第三拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第三符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

其中，符合度调节状态为除第一次竞争处理以外每次竞争处理开始，所述第一拥挤度状态下的可能拥挤度小于所述第二拥挤度状态下的可能拥挤度，第二拥挤度状态下的可能拥挤度小于所述第三拥挤度状态下的可能拥挤度，第一符合度调节方式调节后的取值范围小于第二符合度调节方式调节后的取值范围，第二符合度调节方式调节后的取值范围小于第三符合度调节方式调节后的取值范围，其中，调节后的取值范围大于预设最低取值范围；

作为可实施的方式，上述判定过程可转化为：中间缓存单元设有第一预设拥挤度B1、第二预设拥挤度B2、第一符合度调节系数ζ1、第二符合度调节系数ζ2以及第三符合度调节系数ζ3，其中，0＜B1＜B2,1＜ζ3＜ζ2＜ζ1；

若B≤B1，中间缓存单元判定使用ζ1对第一预设符合度和第二预设符合度进行调节，调节后的第一预设符合度和第二预设符合度分别记为K1’以及K2’，设定K1’＝K1×ζ1，K2’＝K2×ζ1；

若B1＜B≤B2，中间缓存单元判定使用ζ2对第一预设符合度和第二预设符合度进行调节，调节后的第一预设符合度和第二预设符合度分别记为K1’以及K2’，设定K1’＝K1×ζ2，K2’＝K2×ζ2；

若B2＜B，中间缓存单元判定使用ζ3对第一预设符合度和第二预设符合度进行调节，调节后的第一预设符合度和第二预设符合度分别记为K1’以及K2’，设定K1’＝K1×ζ3，K2’＝K2×ζ3；

其中，预设拥挤度的取值与系统的负载能力有关，用户能够根据历史经验以及系统处理能力确定系统负载稳定下的最大预设拥挤度，并根据用户的数据处理需求对预设拥挤度的取值进行设定。

具体而言，所述中间缓存单元在第一数据处理条件下检测当前客户端使用量占比并根据当前客户端使用量占比确定是否需要进行分模块处理；

若当前客户端使用量占比处于第一客户端使用量占比状态，所述中间缓存单元判定无需进行分模块处理，并提取符合度最大的预选处理模块对用户请求进行处理；

若当前客户端使用量占比处于第二客户端使用量占比状态，所述中间缓存单元判定需进行分模块处理；

其中，所述第一数据处理条件为竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准，所述第一客户端使用量占比状态下客户端使用量小于所述第二客户端使用量占比状态下客户端使用量。

作为可实施的方式，上述判定过程可转化为：检测当前客户端使用量占比P，中间缓存单元设有预设客户端使用量基准占比P0，0＜P0；

若P≤P0，中间缓存单元判定无需进行分模块处理，并提取符合度最大的预选处理模块对用户请求进行处理；

若P0＜P，中间缓存单元判定需进行分模块处理；

其中，预设客户端使用量基准占比与客户端总量有关，并且预设客户端使用量基准占比应保证在该占比下的客户端使用量不会对系统的负载平衡造成影响，用户能够根据历史经验以及系统接去的客户端总量对预设客户端使用量基准占比的取值进行设定。

具体而言，所述中间缓单元在第二数据处理条件下根据当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值判定中间处理的数据量；

若差值处于第一占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第一处理数据量；

若差值处于第二占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第二处理数据量；

若差值处于第三占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第三处理数据量；

其中，中间处理的数据量由中间缓存单元进行处理，中间处理的数据量以外的用户请求需处理的数据量由终端调度单元进行处理，当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值为预设客户端使用量占比阈值减去当前客户端使用量占比所得数值，所述第一占比差值状态下的差值小于第二占比差值状态下的差值，第二占比差值状态下的差值小于所述第三占比差值状态下的差值，所述第一处理数据量小于所述第二处理数据量，第二处理数据量小于所述第三处理数据量；

作为可实施的方式，上述判定过程可转化为：检测当前客户端使用量占比Pk，中间缓存单元设有第一预设客户端使用量占比Pk1、第二预设客户端使用量占比Pk2、第一数据处理分化系数γ1、第二数据处理分化系数γ2以及第三数据处理分化系数γ3，其中，0＜Pk1＜Pk2，0＜γ3＜γ2＜γ1＜1；

若Pk≤Pk1，中间缓存单元判定中间处理规模为Sz且终端处理规模为Sx，设定Sz＝S×γ1，Sx＝S-Sz；

若Pk1＜Pk≤Pk2，中间缓存单元判定中间处理规模为Sz且终端处理规模为Sx，设定Sz＝S×γ2，Sx＝S-Sz；

若Pk2＜Pk，中间缓存单元判定中间处理规模为Sz且终端处理规模为Sx，设定Sz＝S×γ3，Sx＝S-Sz。

实施例：在本实施例中，一客户端接收到用户请求，客户端检索到中间缓存单元内的中间数据库存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据；

中间缓存单元检测到用户请求的数据规模S＝12G，第一预设数据规模S1＝10G，第二预设数据规模S2＝20G，竞争处理次数基准值N0＝5次，此时，S1＜S＜S2，中间缓存单元判定针对用户请求的竞争处理次数为N，设定N＝5次；

第一次竞争处理中，存在一处理模块，其所连接的客户端当前使用数X＝5个，当前处理任务数Y＝3个，距离客户端的传输距离Z＝200m，本实施例中，处理模块连接的客户端总数X0＝10个，处理模块允许的最大处理任务数Y0＝5个，所有处理模块距离客户端的传输距离的平均值Z0＝500m，此时，该处理模块的符合度K＝(5/10)×0.5+(3/5)×0.3+(2/5)×0.2＝51％，其中，第一权重系数α1＝0.5，第二权重系数α2＝0.3，第三权重系数α3＝0.2；

在本实施例中，第一预设符合度K1＝30％，第二预设符合度K2＝60％，此时，K1＜K＜K2，所述中间缓存单元判定该处理模块为预选处理模块且根据预选处理模块的数量判定是否进行下一次竞争处理；

中间缓存单元在第二预处理条件下检测到预选处理模块数量Ny＝6个，第一预设处理模块数量Ny0＝5个，此时，Ny0＜Ny，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理并根据当前客户端使用量占比判定进行数据处理的预选处理模块选取方式；

当前客户端使用量占比P＝30％，预设客户端使用量基准占比P0＝50％，此时，P＜P0，中间缓存单元判定无需进行分模块处理，并提取符合度最大的预选处理模块对用户请求进行处理。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，其特征在于，包括：

客户端检索中间缓存单元内中间数据库内是否存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据并当存在对应的用户相关数据时，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数；

中间缓存单元检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型，并在检测到胜出模块则停止竞争处理、选用胜出模块处理用户请求，其中，所述类型包括胜出模块、预选处理模块以及落选模块；其中，若检测到胜出模块则停止竞争处理并选用该胜出模块处理用户请求；

在第一处理时机，所述中间缓存单元在每次竞争处理完成时检测预选处理模块数量并根据预选处理模块数量判定是否继续下次竞争处理，并在判定继续下次竞争处理时根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节以及根据可能拥挤度判定预设符合度状态的取值范围的调节方式；

在第二处理时机，所述中间缓存单元在竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准时根据当前客户端使用量占比确定是否需要通过中间缓存单元与终端调度单元对用户请求的数据进行分模块处理并根据当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值判定中间缓存单元与终端调度单元对应处理的数据量；

其中，可能拥挤度根据预设处理模块数量以及处理模块总数量确定，所述处理模块为当前处理任务数小于该模块最大允许处理任务数的模块，符合度根据客户端当前使用数、处理模块当前处理任务数以及处理模块距离客户端的传输距离确定；

其中，所述第一处理时机为所述中间缓存单元在每次竞争处理完成时，所述第二处理时机为所述中间缓存单元在竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准时；

所述客户端在信息确定条件下检索中间缓存单元内中间数据库内是否存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据；

若存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据，所述中间缓存单元判定无需将用户请求传送至终端调度单元，并将对应的用户相关数据的预设存留时间增大；

若不存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据，所述中间缓存单元判定将用户请求传送至终端调度单元，所述中间缓存单元在终端调度单元对用户请求处理完成时将所述终端调度单元内与未储存用户对应的用户相关数据信息复制转移至中间数据库，并储录该用户的用户认证信息且将用户认证信息与该用户相关数据信息捆绑记录；其中，未储存用户为中间缓存单元内不存在与该用户的用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据的用户；

其中，存在与用户请求中用户认证信息对应的用户相关数据时，中间缓存单元检测用户请求的数据规模以判定针对用户请求的竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第一请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第一竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第二请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第二竞争处理次数；

若用户请求的数据规模为第三请求数据规模状态，针对用户请求的竞争处理次数为第三竞争处理次数；

其中，所述第一请求数据规模状态下的数据规模小于所述第二请求数据规模状态下的数据规模，第二请求数据规模状态下的数据规模小于所述第三请求数据规模状态下的数据规模，所述第一竞争处理次数大于所述第二竞争处理次数，第二竞争处理次数大于所述第三竞争处理次数；

其中，所述信息确定条件为所述客户端接收到用户请求；

所述中间缓存单元在第二预处理条件下检测预选处理模块数量并根据预选处理模块数量判定是否进行下一次竞争处理；

若预选处理模块数量处于第一预设处理模块数量状态，中间缓存单元根据预设处理模块数量Ny以及处理模块总数量Nz判定可能拥挤度B，设定B＝Ny/Nz，若B≤B0，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理，若B＞B0，中间缓存单元判定进行下一次竞争处理；

若预选处理模块数量处于第二预设处理模块数量状态，中间缓存单元判定预选处理模块数量符合标准且停止竞争处理并根据当前客户端使用量占比判定进行数据处理的预选处理模块选取方式；

其中，所述第二预处理条件为单次竞争处理完成且中间缓存单元判定进行下一次竞争处理，所述第一预设处理模块数量状态下的预选处理模块数量小于所述第二预设处理模块数量状态下的预选处理模块数量，B0为预设可能拥挤度，0＜B0；

所述中间缓存单元每次竞争处理时以客户端为中心并以预设检索直径作竞争处理范围以检索其中的处理模块；所述中间缓存单元设有检索直径差值，从第二次竞争处理开始，每次竞争处理的检索范围的检索直径相比上一次竞争处理的检索范围的检索直径增加一个检索直径差值；

其中，所述检索直径差值大于零，竞争处理范围为以接收到用户请求的客户端为圆心，以预设检索直径作直径所获得的圆；

中间缓存单元在符合度调节条件下根据可能拥挤度判定预设符合度状态的取值范围的调节方式；

若可能拥挤度处于第一拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第一符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

若可能拥挤度处于第二拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第二符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

若可能拥挤度处于第三拥挤度状态，中间缓存单元判定使用第三符合度调节方式对各预设符合度状态的取值范围进行调节；

其中，符合度调节状态为除第一次竞争处理以外每次竞争处理开始，所述第一拥挤度状态下的可能拥挤度小于所述第二拥挤度状态下的可能拥挤度，第二拥挤度状态下的可能拥挤度小于所述第三拥挤度状态下的可能拥挤度，第一符合度调节方式调节后的取值范围小于第二符合度调节方式调节后的取值范围，第二符合度调节方式调节后的取值范围小于第三符合度调节方式调节后的取值范围，其中，调节后的取值范围大于预设最低取值范围。

2.根据权利要求1所述的跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，其特征在于，处理模块的符合度的计算公式为：

，

其中，X为处理模块所连接的客户端当前使用数，X0为处理模块连接的客户端总数，Y为处理模块当前处理任务数，Y0为处理模块允许的最大处理任务数，Z为处理模块距离客户端的传输距离，Z0为所有处理模块距离客户端的传输距离的平均值，α1为第一权重系数，α2为第二权重系数，α3为第三权重系数，0＜α3＜α2＜α1。

3.根据权利要求2所述的跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，其特征在于，所述中间缓存单元在第一预处理条件下检测当前各处理模块的符合度并根据处理模块的符合度判定处理模块的类型；

若处理模块的符合度处于第一预设符合度状态，所述中间缓存单元判定锁定该处理模块为胜出模块并停止针对用户请求的竞争处理；

若处理模块的符合度处于第二预设符合度状态，所述中间缓存单元判定该处理模块为预选处理模块且根据预选处理模块的数量判定是否进行下一次竞争处理；

若处理模块的符合度处于第三预设符合度状态，所述中间缓存单元判定该处理模块为落选模块且在下一次竞争处理中剔除该落选模块；

其中，所述第一预处理条件为针对用户请求的竞争处理次数判定完成，所述第一预设符合度状态下的符合度大于所述第二预设符合度状态下的符合度，第二预设符合度状态下的符合度大于所述第三预设符合度状态下的符合度，所述胜出模块用以处理用户请求。

4.根据权利要求3所述的跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，其特征在于，所述中间缓存单元在范围调节条件下根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值进行比对以判定是否对下次竞争处理的检索直径差值进行调节；

若预设处理模块数量小于或等于预设对比数量基准值，中间缓存单元判定根据预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值对下次竞争处理的检索直径差值进行调大；

若预选处理模块数量大于预设对比数量基准值，中间缓存单元判定无需对下次竞争处理的检索直径差值进行调大；

其中，针对检索直径差值进行调节时，预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值与检索直径差值的大小关系为线性关系，预选处理模块数量与预设对比数量基准值的差值为预设对比数量基准值减去预选处理模块数量所得差值；所述范围调节条件为中间缓存单元判定继续下次竞争处理。

5.根据权利要求4所述的跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，其特征在于，所述中间缓存单元在第一数据处理条件下检测当前客户端使用量占比并根据当前客户端使用量占比确定是否需要进行分模块处理；

若当前客户端使用量占比处于第一客户端使用量占比状态，所述中间缓存单元判定无需进行分模块处理，并提取符合度最大的预选处理模块对用户请求进行处理；

若当前客户端使用量占比处于第二客户端使用量占比状态，所述中间缓存单元判定需进行分模块处理；

其中，所述第一数据处理条件为竞争处理完成且预选处理模块数量符合标准，所述第一客户端使用量占比状态下客户端使用量小于所述第二客户端使用量占比状态下客户端使用量。

6.根据权利要求5所述的跨网数据交换系统的负载均衡实现方法，其特征在于，所述中间缓单元在第二数据处理条件下根据当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值判定中间处理的数据量；

若差值处于第一占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第一处理数据量；

若差值处于第二占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第二处理数据量；

若差值处于第三占比差值状态，中间缓存单元判定中间处理规模为第三处理数据量；

其中，中间处理的数据量由中间缓存单元进行处理，中间处理的数据量以外的用户请求需处理的数据量由终端调度单元进行处理，当前客户端使用量占比与预设客户端使用量占比阈值的差值为预设客户端使用量占比阈值减去当前客户端使用量占比所得数值，所述第一占比差值状态下的差值小于第二占比差值状态下的差值，第二占比差值状态下的差值小于所述第三占比差值状态下的差值，所述第一处理数据量小于所述第二处理数据量，第二处理数据量小于所述第三处理数据量。