DE69730906T2 - Namendienst für ein redundantes Internetservernetz - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Anmeldung betrifft den verteilten Einsatz von Computern unter Verwendung des Client/Server-Modells und im Spezielleren einen verbesserten Namensservice für ein Client/Server-System.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In den letzten Jahren ist das Internet äußerst populär geworden. Unter Verwendung des Internets kann eine Gruppe von Benutzern an weit verteilten Stellen Informationen erlangen, die an einer zentralisierten Stelle lokalisiert sind. Die Stelle, die einen oder mehrere "Services" (auch als "Quelle" bezeichnet) anbieten kann, ist mit dem Internet über eine Hochgeschwindigkeitsverbindung verbunden. Ein Benutzer kann über das Internet auf die Stelle zugreifen, um elektronische Post zu lesen, Nachrichten über Usenet zu lesen oder World-Wide-Web-Seiten zu betrachten. Mit der Verbesserung der Geschwindigkeit der Verbindungen zwischen dem Benutzer und der Stelle werden mehr Benutzer versuchen, zu einem gegebenen Zeitpunkt auf die Quellen der Steile zuzugreifen.
  • Auf Internetservices an einer Stelle wird über die Server der Stelle zugegriffen. Mehrere Server können Zugriff auf einen einzelnen Service bereitstellen. In vergleichbarer Weise kann ein einzelner Server Zugriff auf mehrere Services bereitstellen.
  • Auf Quellen des Internets wird über Namen zugegriffen. Ein Quellenname enthält typischerweise mehrere Namensbestandteile. Der erste Namensbestandteil ist ein Domainname. Dieser Domainname bezieht sich typischerweise auf einen oder mehrere Hosts und ist herkömmlicherweise auf den Domain-Namen-Service (DNS) der Stelle zurückzuführen. Ein impliziter oder expliziter zweiter Namensbestandteil identifiziert den Kommunikationsendpunkt oder Server, der verwendet wird, um auf die Quelle eines speziellen Hosts zuzugreifen. Die übrigen Namensbestandteile werden von dem identifizierten Server verarbeitet, um auf die spezifizierte Quelle des lokalisierten Hosts zuzugreifen.
  • Beispielsweise wird ein WWW-Hypertextdokument durch einen Uniform-Resource-Locator (URL) bezeichnet, wie zum Beispiel:
    htt://www.sun.com/welcome.html.
  • Um auf dieses Dokument zuzugreifen, wird zuerst der Domainnamensbestandteil www.sun.com zerlegt, um einen Host zu lokalisieren. Dann identifiziert der Hypertext-Transfer-Protocol-(http)-Namensbestandteil einen Kommunikationsendpunkt des lokalisierten Hosts. Ein http-Server kommuniziert mit dem Client über diesen Endpunkt und erlangt das Dokument wieder, das von dem übrigen Bestandteil des Namens welcome.html spezifiziert ist. Der File Transfer Protocol-(FTP)-Service verwendet vergleichbare URLs.
  • Usenet-Nachrichtenartikel sind auf vergleichbare Weise bezeichnet. Um einen Nachrichtenartikel zu erhalten, zerlegt der Client eines Nachrichtenlesers einen Domainnamen, um einen Nachrichtenserver zu lokalisieren. Dann kommuniziert er mit dem Nachrichtenserver unter Verwendung eines bekannten Endpunkts, um einen speziellen Artikel des Nachrichtenservers zu erhalten.
  • Viele Internetsysteme weisen einen als "Namensservice" bezeichneten Prozess auf, der den Servicetyp untersucht, der von jeder eingehenden Anfrage angefordert wird, und eine Adressliste von Servern zurück liefert, die die Anfrage behandeln können. Es liegt in der Verantwortlichkeit des Namensservice, die Arbeitsbelastung des Systems im Gleichgewicht zu halten, indem die Adressen derart zurückgeliefert werden, dass die Arbeit gleichmäßig auf die Server verteilt wird.
  • In einem redundanten Serversystem weist eine Stelle mehr als einen Server auf. Diese Server versorgen gemeinsam die gesamte Benutzergemeinschaft. Ein Problem entsteht, wenn bestimmte Server mehr als ihren Teil der Arbeitsbelastung eingehender Benutzeraufgaben verrichten. Einige Server arbeiten dann bei oder in der Nähe ihrer Höchstleistung, während andere Server, die die Arbeitsbelastung teilen könnten, untätig bleiben. Es heißt, dass ein solches System eine "unausgeglichene" Arbeitsbelastung aufweist. Es ist wünschenswert, die Arbeitsbelastung der Servers so weit wie möglich im Gleichgewicht zu halten.
  • Zusätzlich gehen Server in und außer Betrieb. Da jeder Server jeden Benutzer versorgen kann, kann die Arbeitsbelastung eines ausgefallenen Server den anderen arbeitenden Server zugeordnet werden. Ein herkömmliches redundantes Serversystem bewirkt den Ausgleich von Auslastung unter Verwendung eines "Round Robin"-Schemas, um eingehende Anfragen Server zuzuordnen. Sowie jede Anfrage empfangen ist, ordnet der DNS-Service einen nächsten Server der verfügbaren Server zu. Ein Round-Robin-Schema zum Auslastungsausgleich ist nicht immer zufriedenstellend, da der Namensservice nicht immer über aktuelle Informationen darüber verfügt, welche Server tatsächlich verfügbar sind. Beispielsweise kann ein Server ausgefallen oder zu dem System hinzugefügt worden sein, ohne dass dabei der Namens-service informiert wurde. Herkömmliche Namensservices sind oftmals auf eine Person angewiesen, um die Kenntnis, die der Namensservice über das System hat, zu rekonfigurieren.
  • Ein Verfahren zum Rekonfigurieren eines Auslastungsausgleichssystems ist in einem Artikel von Schemers mit dem Titel "Ibnamed: A Load Balancing Name Server in Perl", Sitzungsberichte der Neunten System Administrationskonferenz (LISA IX), Sitzungsberichte der 9. USENIX-Systemadministrationskonferenz, Monterey, CA, USA 17.–22. September 1995, Seiten 1–11, XP002054865 1995, Berkley, CA, USA, USENIX Assoc., USA beschrieben. Dieser Artikel offenbart ein Datenverarbeitungssystem, bei dem Arbeitsbelastungen aktuell verfügbarer Hosts ermittelt werden und ein Namensserver eine Datei gemäß den vorbestimmen Arbeitsbelastungen aktualisiert, so dass ein Auslastungsausgleichbetrieb in Übereinstimmung mit der aktualisierten Datei durchgeführt wird.
  • Eine Stelle installiert einen oder mehrere Internetserver, um Zugriff auf das Internet und dessen Services zu erlangen. Das Hauptziel besteht darin, eine Stelle in die Lage zu versetzen, seine Internetserver auf in hohem Maße "skalierbare" und "zuverlässige" Weise einzusetzen. Eine Architektur mit "skalierbarer Verteilung" ermöglicht es der Stelle, eine große Anzahl von Benutzern zu unterstützen und die Kapazität elegant zu erhöhen, wenn die Anzahl von Benutzer ansteigt. Eine "zuverlässige" Architektur verringert den Einfluss von Komponentenfehlern. Sie kann Fehler korrigieren, indem die Arbeitsbelastung ausgefallener Komponenten auf arbeitende Komponenten verteilt wird.
  • Es sollte daher erkannt werden, dass ein Bedarf nach für einen weiteren Auslastungsausgleich sorgende Techniken verbleibt, die skalierbar und zuverlässig sind. Beispielsweise wäre es wünschenswert, einen Auslastungsausgleich durch die Aufnahme einer Serviceüberwachungseinrichtung zu bewirken, der für jeden Host periodisch ermittelt, welche Services von einem speziellen Host verfügbar sind, wobei die Serviceüberwachungseinrichtung, wenn eine solche Feststellung getroffen ist, eine Broadcastnachricht für jeden verfügbaren Service einschließlich einer Auslastung des Hosts und einer Adressliste zum Zugriff auf den verfügbaren Service von dem Host versendet. Eine derartige Technik würde auch dafür sorgen, dass die Broadcastnachrichten dann von einer Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung empfangen werden, die eine Bereichsdatei aktualisiert, die jedem Service entspricht, der für die Auslastungsausgleichsbetriebsarten genutzt wird. Auf diese Ziele ist die vorliegende Erfindung gerichtet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Ansprüche definiert und bewältigt die Probleme und Nachteile des Standes der Technik, indem ein sich selbst rekonfigurierender Namensserive implementiert wird, der die Arbeitsbelastung unter den verfügbaren Servern in einem System verteilt. Eine Serviceüberwachungseinrichtung für jedes Hostsystem einer Stelle übermittelt periodisch per Brodcastinformationen über verfügbare Server. Wenn neue Server dem Host hinzugefügt werden, werden sie mittels dieser Broadcastnachricht gemeldet. Die Broadcastnachricht gibt auch die Arbeitsbelastung des Hosts an.
  • Jeder Namensservice weist einen zugeordneten, Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung bezeichneten Prozess auf, der die Broadcastnachrichten von den Serviceüberwachungseinrichtungen empfängt. Jede Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung überprüft periodisch die Informationen, die sie von den verschiedenen Serviceüberwachungseinrichtungen empfangen hat. Die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung erhält eine Liste von für jeden Service verfügbaren Servern aufrecht. Für jeden Service werden Server, die an einem Host arbeiten, dessen Arbeitsbelastung einen vorbestimmten Arbeitsbelastungswert überschreitet, von der Liste verfügbarer Server gelöscht. Die Liste verfügbarer Server für jeden Service enthält jedoch, wann immer möglich, wenigstens eine minimale Anzahl von Servern.
  • Die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung aktualisiert periodisch eine Mehrzahl von Bereichsdateien für entsprechende Services gemäß ihrer Liste, um anzugeben, welche Server verfügbar sind, damit Arbeit zu diesen geleitet werden kann. Die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung nimmt an, dass Server, die nicht per Broadcast eine Nachricht innerhalb eines Aktualisierungsintervalls gesendet haben, nicht mehr verfügbar sind. Der DNS-Service lädt Informationen von den aktualisierten Bereichsdateien zur Verwendung bei seinem Verteilungsschema.
  • Jede Serviceüberwachungseinrichtung weist eine zugeordnete Konfigurationsdatei auf, die für jeden Service ein Zeitintervall spezifiziert, nachdem die Serviceüberwachungseinrichtung eine Broadcastnachricht senden sollte. Ferner weist jede Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung eine Konfigurationsdatei auf, die für jeden Service ein Zeitintervall, nachdem die Bereichsdateien gemäß den Broadcastnachrichten aktualisiert werden sollten, eine minimale Anzahl von Servern für den Service und eine maximal wünschenswerte Arbeitsbelastung pro Server spezifiziert.
  • In Übereinstimmung mit dem Zweck der Erfindung, wie sie hier ausgeführt und allgemein beschrieben ist, ist die Erfindung ein Verfahren zum Rekonfigurieren eines Auslastungsausgleichssystems, das die von einem Datenverarbeitungssystem ausgeführte Schritte, für einen Service des Datenverarbeitungssystems eine Broadcastnachricht, die eine Auslastung eines Hosts, auf dem der Service lokalisiert ist, und eine Liste von Adressen des Hosts von einer Serviceüberwachungseinrichtung zu senden, die Broadcastnachricht von einer Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung zu empfangen und gemäß den Informationen in der Broadcastnachricht eine Bereichsdatei durch die Namenszuordnungseinrichtung zu modifizieren, umfasst.
  • Ziele und Aufgaben der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung ausgeführt und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch Umsetzen der Erfindung in Erfahrung gebracht werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden mittels der im speziellen in den beigefügten Ansprüchen herausgestellten Elemente und Kombinationen realisiert und erreicht.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen einige Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein Beispiel eines Hostsystems mit einer Mehrzahl von Servern und Services.
  • 3 ist ein Flussdiagramm von von der Serviceüberwachungseinrichtung von 1 ausgeführten Schritten, um eine Broadcastnachricht zu versenden.
  • 4 zeigt ein Beispiel eines Format einer Broadcastnachricht.
  • 5 ist ein Flussdiagramm von durch eine Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung von 1 ausgeführten Schritten, wenn sie eine Broadcastnachricht empfängt.
  • 6(a) und 6(b) sind Flussdiagramme von durch die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung ausgeführten Schritten, wenn ein Zeitgeber für einen Service abläuft.
  • 7 zeigt ein Beispiel einer Konfigurationsdatei für eine Serviceüberwachungseinrichtung.
  • 8 zeigt ein Beispiel einer Konfigurationsdatei für eine Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung.
  • 9 zeigt ein Beispiel einer Konfigurationsdatei für einen DNS-Service.
  • 10 zeigt ein Beispiel einiger Vorher- und Nachherlisten in der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es wird nun im Einzelnen auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wann immer möglich, sind die gleichen Bezugszeichen durchgehend in den Zeichnungen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Client 130 kommuniziert mit einem Server 140 über eine Leitung 106, die beispielsweise eine LAN-, eine WAN- oder eine Internetverbindung sein kann. Die Leitung 106 kann auch eine drahtlose Verbindung darstellen, wie zum Beispiel eine zelluläre Netzwerkverbindung. Der Server 140 weist einen ersten Computer 110 und einen zweiten Computer 120 auf. Der erste Computer 110 und der zweite Computer 120 sind über eine Leitung 107 miteinander verbunden.
  • Der erste Computer 110 weist eine CPU 102, einen Speicher 104, Eingangs-/Ausgangs-Leitungen 105, eine Eingabevorrichtung 160, wie zum Beispiel eine Tastatur oder Maus, und eine Wiedergabevorrichtung 150, wie zum Beispiel ein Bildschirmendgerät, auf. Der erste Computer 110 weist ferner eine Eingabevorrichtung 161 auf, um ein mit einem Computer verwendbares Medium 162 zu lesen, das darin verkörpert computerlesbare Programmkodemittel aufweist. Die Eingabevorrichtung 161 ist beispielsweise ein Diskettenlaufwerk.
  • Der Speicher 104 des ersten Computers 110 weist zwei Serverprozesse (auch "daemons" bezeichnet) auf: einen Domain-Namen-Server-(DNS)-Server 170 und eine Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176. Die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 läuft auf jedem System, das einen DNS-Server aufweist. Der Namenszuordnungsmodifizierungsserver 176 weist eine zugeordnete Konfigurationsdatei 178 und eine oder mehrere zugeordnete Headerdateien 172 (eine pro Bereichsdatei) auf. Der DNS-Server 170 weist eine Mehrzahl von Bereichsdateien 173, 174 auf. Jede Bereichsdatei entspricht einem in dem System verfügbaren Service.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen zweiten DNS-Server (nicht gezeigt) auf, um für Redundanz zu sorgen. Ein Fachmann auf dem Gebiet versteht, dass der Speicher 104 auch zusätzliche Informationen, wie zum Beispiel Anwendungsprogramme, Betriebssysteme, Daten etc., enthält, die der Klarheit halber in der Figur nicht gezeigt sind.
  • Der zweite Computer 120 weist eine CPU 102' und einen Speicher 104' auf. Der zweite Computer 120 weist ferner eine Eingabevorrichtung 161' auf, um ein mit einem Computer verwendbares Medium 162' zu lesen, das darin verkörpert computerlesbare Programmcodemittel aufweist. Die Eingabevorrichtung 161' ist beispielsweise ein Diskettenlaufwerk. Der Speicher 104' des zweiten Computers 120 weist einen Serviceüberwachungsprozess (auch daemon" bezeichnet) 180 und eine Mehrzahl von Servern und Services 185 (nicht gezeigt) auf. Die Serviceüberwachungseinrichtung 180 weist eine zugeordnete Konfigurationsdatei 186 auf. Im Allgemeinen weist jedes Hostsystem seine eigene Serviceüberwachungseinrichtung 180 auf.
  • Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass der Speicher 104' auch zusätzliche Informationen, wie zum Beispiels Anwendungsprogramme, Betriebssysteme, Daten etc., enthält, die der Klarheit halber in der Figur nicht gezeigt sind. Es ist für einen Fachmann auf dem Gebiet verständlich, dass das Computersystem 100 auch zahlreiche, der Klarheit halber in der Figur nicht gezeigte Elemente aufweisen kann, wie zum Beispiel zusätzliche Diskettenlaufwerke, Tastaturen, Wiedergabevorrichtungen, Netzwerkverbindungen, zusätzlichen Speicher, zusätzliche CPUs, LANs, Eingabe-/Ausgabeleitungen etc. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung läuft unter dem Solaris-Betriebssystem, Version 2.5. Solaris ist ein eingetragenes Warenzeichen der Sun Microsystems, Inc.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Services in jedem System in "Bereiche" unterteilt. Im Speziellen ist der DNS-Namensraum in Bereiche unterteilt. Jeder Bereich sorgt für maßgebende Zuordnungen zwischen Domainnamen in dem Bereich und Hostadressen. Jede Zuordnung ist vorzugsweise in einer entsprechenden der Bereichsdateien 173, 174 gespeichert. Wenn ein Client einen Domainnamen zergliedert, sendet der DNS-Server 170 dem Client alle dem Domainnamen zugeordnete Hostadressen. Typischerweise verwendet der Client die erste Hostadresse.
  • Der DNS-Server 170 lädt die Daten für jeden Bereich von einer separaten Bereichsdatei 173, 174. Vorzugsweise sind die Informationen für jeden Service in einem unabhängigen Bereich gespeichert. Die Zuordnungen in einem Bereich können sich ändern, um Hostadressen neuer Server hinzuzufügen, die den Service bereitstellen, oder um Hostadressen ausgefallener oder überlasteter Server zu entfernen. Mit einem Bereich pro Service wird es ermöglicht, dass Zuordnungsänderungen für den einzelnen Service unabhängig von Änderungen hinsichtlich anderer Services oder Bereiche sind.
  • Die Serviceüberwachungseinrichtung 180 ermittelt die Verfügbarkeit von Services und der Auslastung seines Hostsystems. Die teilt auch den Services des Server den Auslastungspegel seines Hosts über Broadcastnachrichten mit. Die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 170 hört die Broadcastnachrichten mit und verwendet die Informationen in der Broadcastnachricht, um die Bereichsdateien zu modifizieren.
  • 2 zeigt ein Beispiel einer Mehrzahl 185 von Servern und Services. In 2 sorgen drei Server 202, 204 und 206 für Zugriff auf zwei Services: http 210 und Nachrichten 220. Der Server 202 hat eine Adresse von 129.144.268.1. Der Server 204 hat eine Adresse von 129.144.168.2. Der Server 206 hat eine Adresse von 129.144.168.3.
  • 3 ist ein Flussdiagramm von durch die Serviceüberwachungseinrichtung 180 ausgeführten Schritten, um eine Broadcastnachricht zu übermitteln. Broadcastnachrichten sind Fachleuten auf dem Gebiet bekannt und werden vorzugsweise von allen Komponenten des Systems einschließlich der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 empfangen. Das System weist eine Serviceüberwachungseinrichtung für jeden Host in dem System auf. Anfänglich initialisiert die Serviceüberwachungseinrichtung 180 einen Systemzeitgeber für jeden Service (nicht gezeigt). Jeder Zeitgeber läuft nach einer entsprechenden, vorbestimmten Zeitperiode ab. Im System von 2 gibt es zwei Services und daher zwei Zeitgeber. Wenn der Zeitgeber für einen speziellen Service im Schritt 302 abläuft, ermittelt die Serviceüberwachungseinrichtung 180 in Schritt 304, ob der dem Zeitgeber zugeordnete Service weiterhin von dem Host verfügbar ist oder ob der Service nicht verfügbar ist.
  • Um die Verfügbarkeit zu bestimmen, testet die Serviceüberwachungseinrichtung 180 die Verfügbarkeit des Service an dem lokalen Host, indem versucht wird, eine Verbindung mit einem TCP-Anschluß des Service bestimmt gemäß der Konfigurationsdatei von 7 herzustellen. Falls die Verbindung fehlschlägt, ist der Service nicht verfügbar. Wenn die Verbindung erfolgreich ist, ist der Service an dem Host verfügbar.
  • Wenn der Service weiterhin verfügbar ist, sendet die Serviceüberwachungseinrichtung 180 in Schritt 308, wie in 4 gezeigt, eine Broadcastnachricht. Eine Broadcastnachricht enthält eine Service-ID für den Service, eine aktuelle Auslastung des Hosts und eine Liste aller Adressen des Hosts (wie unten beschrieben, abgesehen von den Adressen in der Ausschlussliste). Daher gibt eine Broadcastnachricht für einen Service an, dass der Service verfügbar ist und welche Adressen verwendet werden können, um auf den Service zuzugreifen. Schritt 310 setzt den Zeitgeber für den Service zurück. Die Schritte von 3 werden jedes Mal wiederholt, wenn ein Zeitgeber für einen Service abläuft.
  • 5 ist ein Flussdiagramm von durch die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 von 1 durchgeführten Schritte, wenn sie eine Broadcastnachricht empfängt. In Schritt 502 wird die in Schritt 308 gesendete Nachricht empfangen. Die Broadcastnachricht enthält eine Service-ID, eine aktuelle Auslastung und eine Adressliste. Wie unten beschrieben, werden die Schritte 504–516 für eine "aktuelle Liste" der Service-ID durchgeführt. Wenn keine aktuelle Liste gefunden wird, wird eine erzeugt (zusammen mit einer leeren Vorher-Liste).
  • 10 zeigt ein Beispiel einiger Vorher- und Nachher-Listen, die in dem Speicher 104 gespeichert sind und von der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 verwendet werden. (Der Begriff "Liste" wird hier der Erläuterung halber verwendet und wird so verstanden, dass jede geeignete Datenstruktur verwendet werden könnte, um die in 10 gezeigten Informationen zu erhalten.) Die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 weist für jeden Service 1 ... i in dem System ein Paar von Listen auf. Jedes Listenpaar weist eine Vorher-Liste 1002 und eine aktuelle Liste 104 auf. Die Vorher-Liste 1002 gibt die Services an, die am Ende einer vorherigen Aktualisierungsperiode verfügbar waren. Die Nachher-Liste 1004 gibt die Services an, die nach der aktuellen Aktualisierungsperiode verfügbar sein werden. Jedes Element in den Listen 1002, 1004 enthält eine Adresse 1006 und einen Auslastungswert 1008. Jede Adresse 1006 gibt eine Adresse des Hosts an. Jeder Auslastungswert 1008 gibt eine Auslastung des Hosts an.
  • In 5 bilden die Schritte 506 bis 516 eine Schleife, die von der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 für jede Adresse in der Adressliste der in Schritt 502 empfangenen Broadcastnachricht ausgeführt wird. In Schritt 508 durchsucht die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 die aktuelle Liste 1004 der Service-ID. Wenn in Schritt 510 die Adresse in der aktuellen Liste nicht gefunden wird, wird in Schritt 512 ein neuer Eintrag der aktuellen Liste hinzugefügt. Der neue Eintrag enthält die aktuelle Adresse und die aktuelle Auslastung (aus der Broadcastnachricht). Wenn in Schritt 510 die Adresse in der Nachricht in der aktuellen Liste aufgefunden wird, wird der Auslastungswert der Broadcastnachricht verwendet, um in Schritt 514 den gefunden Eintrag zu aktualisieren. Daher enthält die aktuelle Liste für die Service-ID die aktuellen Auslastungen und Adressen von Hosts, die verfügbare Services bereitstellen. Es ist zu beachten, dass die Broadcastnachrichten von mehreren Serviceüberwachungseinrichtungen empfangen werden können.
  • 6(a) und 6(b) sind Flussdiagramme von durch die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 von 1 ausgeführten Schritten. Anfänglich initialisiert die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 entsprechende Systemzeitgeber für jeden Service (nicht gezeigt). Wenn in Schritt 602 einer der Zeitgeber abläuft, lokalisiert die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 die aktuellen und vorherigen Listen für den Service in Schritt 604. In Schritt 606 wird die aktuelle Liste nach der Auslastung sortiert. In Schritt 608 zählt die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 die Anzahl von Einträgen in der aktuellen Liste (Nbli), die Auslastungswerte unter einem gewünschten Auslastungsindex enthält. Der gewünschte Auslastungsindex ist gemäß der Konfigurationsdatei von 8 festgelegt. Wenn Nbli größer als die minimale Anzahl von Einträgen in der aktuellen Liste ist, dann gibt es in Schritt 610 ausreichend Einträge in der Liste, die Auslastungswerte kleiner als der Auslastungsindex enthalten, und in Schritt 612 wird die aktuelle Liste von Einträgen gereinigt, die einen Auslastungswert über dem Auslastungsindex aufweisen (d. h. so dass Nbli Einträge zurückbleiben). Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 614 die aktuelle Liste so gesäubert, dass die minimale Anzahl von Einträgen verbleibt. Nach den Schritten 612 und 614 geht die Steuerung zu 6(b) über.
  • In Schritt 620 von 6(b) werden die Hostadressen der aktuellen und vorherigen Listen für den Service verglichen. Wenn die zwei Listen nicht die gleichen sind, ist es notwendig, in Schritt 624 die Bereichsdateien zu modifizieren. Schritt 624 erzeugt eine temporäre Ausgabedatei. Die Headerdatei 172 wird zu der Ausgabedatei kopiert. Als nächstes werden Adressaufzeichnungen für die Adressen in der aktuellen Liste in die Ausgabedatei geschrieben. Letztlich signalisiert die Namenszuordnungseinrichtung 176 dem DNS-Server 170, eine Bereichsdatei für den Service aus der Ausgabedatei erneut zu laden. Der DNS-Server 170 hat nun aktualisierte Informationen über den Zustand des Systems. In Schritt 626 wird die aktuelle Liste für die Service-ID zu der vorherigen Liste und die aktuelle Liste wird geleert.
  • Wenn es beispielsweise vier verfügbare neue Server (jeweils eine Hostadresse) gibt und die maximale Auslastung für den Service 60% beträgt, beträgt die minimale Anzahl von Servern für jeden zwei, und die Services zeigen die folgenden Auslastungen an:
    10%: Nachrichten1
    65%: Nachrichten2
    70%: Nachrichten3
    80%: Nachrichten4
  • Lediglich Einträge für Nachrichten3 und Nachrichten4 werden von der aktuellen Liste entfernt. Auch wenn der Host der Nachrichten2 einen Auslastungswert größer als 60% hat, würde ein Entfernen der Nachrichten2 von der Liste weniger als zwei Einträge in der Liste zurücklassen, weshalb die Nachrichten2 nicht entfernt ist. Für einen vorgegebenen Service erfordert ein ordnungsgemäßer Betrieb, dass das von der Serviceüberwachungseinrichtung 180 verwendete Aktualisierungsintervall viel kürzer (die Hälfte oder weniger) als das von der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 verwendete Aktualisierungsintervall ist. Ansonsten wäre es möglich, dass nicht alle verfügbaren Services während jedes Aktualisierungsintervalls der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176 eine Broadcastnachricht senden.
  • 7 zeigt ein Beispiel einer Konfigurationsdatei 182 für die Serviceüberwachungseinrichtung 180. Die Konfigurationsdatei weist drei Typen von Darstellungen auf: "Service"-Darstellungen, "Stichprobe"-Auslastungsdarstellungen und "Ausschließungs"-Darstellungen. Eine "Service"-Darstellung 702, die den an einer Stelle verfügbaren Service spezifiziert, weist den Begriff "Service" gefolgt von drei Argumenten auf. Ein erstes Argument (z. B. "60") ist das Aktualisierungsintervall für den Service (auch als das "Refresh-Intervall" oder das "Herzschlag-Intervall" bezeichnet) in einer Zeiteinheit, wie zum Beispiel Sekunden. Das Aktualisierungsintervall ist in Zeiteinheiten, wie zum Beispiel Sekunden, spezifiziert. Beispielsweise beträgt in 7 die Dauer des http-Zeitgebers 60 Sekunden und die Dauer des Nachrichtenzeitgebers beträgt 120 Sekunden.
  • Zweites Argument (z. B. "http") ist der Name eines Service. Ein drittes Argument (z. B. "80") ist ein Kommunikationsendpunkt, der verwendet wird, um die Verfügbarkeit des Service an einem Host zu verifizieren. In der beschriebenen Ausführungsform ist dieser Kommunikationsendpunkt eine TCP-Anschlussnummer.
  • Wenn ein Service initialisiert wird, erhält die Serviceüberwachungseinrichtung 160 ein Aktualisierungsintervall für den Service aus der Konfigurationsdatei. Eine Broadcastnachricht wird von dem Service beim Ablauf jedes Aktualisierungsintervalls gesendet, wenn festgestellt wird, dass der Service an dem Host verfügbar ist. Bei Initialisierung erhält der Service auch den Kommunikationsendpunkt für den Service gemäß der Konfigurationsdatei.
  • Daher entspricht die beispielhafte Konfigurationsdatei von 7 den Servern von 2. In der Konfigurationsdatei beträgt das Aktualisierungsintervall für den Service http 60 Zeiteinheiten (z. B. 60 Sekunden), während das Aktualisierungsintervall für den Service Nachrichten 120 Zeiteinheiten (z. B. 120 Sekunden) beträgt. Der http-Service verwendet den Anschluss 80 und der Nachrichtenservice verwendet den Anschluss 119.
  • Eine "Stichprobe"-Auslastungsdarstellung 704 spezifiziert, wie oft die Auslastung an einem Host gemessen werden sollte. Bei diesem Beispiel beträgt das Stichprobenintervall 120 Sekunden. Bei der aktuellen Implementierung werden lediglich CPU-Nutzungen gemessen. Verschiedene Implementierungen können beliebige verschiede bekannte Verfahren zur Auslastungsmessung verwenden. Bei einer Implementierung enthält die Konfigurationsdatei den Namen einer zum Messen der Auslastung zu verwendenden Routine.
  • Eine "Ausschließungs"-Darstellung schließt bestimmte Hostadressen und Teilnetze davon aus, dass sie angezeigt werden. Diese Ausschließung reduziert die Anzahl von Broadcastnachrichten, wenn bestimmte Adressen nicht daran teilhaben sollen, Services bereitzustellen.
  • Andere Implementierungen können eine Unterstützung für UDP-basierte Services und anspruchsvollere für Servicehäufigkeitstests und Auslastungsmessungen bereitstellen. Die Serviceüberwachungseinrichung 180 kann den Kernel des Betriebssystems des Hosts abfragen, um zu mitteln, ob es irgend einen an einem spezifizierten UDP-Anschluß mithörenden Prozess gibt. Eine anspruchsvollere Service bezogene Auslastungsmessung kann über ladbare Module erreicht werden, die servicespezifisch sind. Beispielsweise kann ein http-Modul ein Dokument von dem http-Server wiedererlangen, um die Lebhaftigkeit zu testen, und die Antwortzeit als Angabe einer Auslastung des http-Servers verwenden. Verbesserte http-Server können auch ihre gemessene mittlere Antwortdauer dem http-Modul bereitstellen.
  • 8 zeigt ein Beispiel einer Konfigurationsdatei für die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 176. Der Betrieb der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung 170 wird durch dns-Aktualisierungsdarstellungen gesteuert. Eine "dns-Aktualisierungs"-Darstellung 802 tritt für jeden Service auf. Die Darstellung enthält den Begriff "dns-Aktualisierung" gefolgt von sechs Argumenten. Ein erstes Argument (z. B. "120") ist das Aktualisierungsintervall (auch als das "refresh"-Intervall bezeichnet) für einen Service. Es legt fest, wie oft einem Service/Bereich zugeordnete Zuordnungen aktualisiert werden. Ein zweites Argument (z. B. "http") ist der Name des Service. Dritte und vierte Argumente sind die Namen der Header- und Ausgabedateien für den Service. Ein fünftes Argument ist die minimale Anzahl von Adressen, die, wenn möglich, in einem Bereich vorliegen sollten. Ein sechstes Argument ist der Index für eine gewünschte maximale Auslastung für den Service.
  • 9 zeigt ein Beispiel einer Konfigurationsdatei für den DNS-Service 170. Für jeden Bereich spezifiziert die Konfigurationsdatei ein Verfahren, das zum Auslastungsausgleich in dem Bereich zu verwenden ist. Daher kann der DNS-Service 170 verschiede Verfahren, wie zum Beispiel Round-Robin etc. verwenden, um die Auslastung in unterschiedlichen Bereichen auszugleichen. Das erste Feld der Konfigurationsdatei enthält den Domain-Namen des Bereichs. Das zweite Feld der Konfigurationsdatei enthält einen Dateinamen eines Files, das Beschreibungen/Informationen über den Bereich enthält.
  • Zusammenfassend sorgt der lastausgleichende DNS-Server für eine feiner unterteilte Auslastungsverteilung während jeder Namensanalyse, während die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung für einen gröber aufgeteilten Auslastungsausgleich basierend auf von der Serviceüberwachungseinrichtung bereitgestellten Auslastungsinformationen sorgt. Zusätzlich geben Broadcastnachrichten von der Serviceüberwachungseinrichtung verfügbare Server an. Die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung vertraut auf diese Broadcastnachrichten, um Hostadressen für Bereiche hinzuzufügen und zu entfernen, um sowohl neue Server als auch ausgefallene Server anzugeben.
  • Zusammen sorgen der lastausgleichende DNS-Server, die Serviceüberwachungseinrichtung und die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung für eine Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit TCP-basierter Services auf redundanten Servern. Mehrere Server sorgen für eine Skalierbarkeit, und eine Rekonfiguration um ausgefallene Server sorgt für Zuverlässigkeit.
  • Andere Ausführungsformen sind Fachleuten auf dem Gebiet unter Berücksichtigung der Beschreibung und Ausführung der hier offenbarten Erfindung ersichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und Beispiele lediglich beispielhaft betrachtet werden wobei ein wahrer Umfang der Erfindung von den folgenden Ansprüche angegeben ist.

Claims (25)

  1. Verfahren zum Rekonfigurieren eines Lastausgleichsystems, die von einem Datenverarbeitungssystem ausgeführte Schritte umfassend: – Senden von einer Serviceüberwachungseinrichtung (180) für jeden als in dem Datenverarbeitungssystem verfügbar ermittelten Service eine Broadcastnachricht (308), die eine Auslastung eines Hosts, auf dem der Service lokalisiert ist, und eine Adressenliste zum Zugreifen auf den verfügbaren Service des Hosts enthält; – Empfangen der Broadcastnachricht (308) durch eine Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176); und – Aktualisieren einer dem Service entsprechenden Bereichsdatei (173) gemäß den Informationen in der Broadcastnachricht (308) durch die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner den Schritt umfassend, eine Lastausgleichsoperation gemäß der aktualisierten Bereichsdatei durchzuführen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Lastausgleichsoperation eine Round-Robin-Lastausgleichsoperation ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Roud-Robin-Lastausgleichsoperation gemäß einem Wert in der Bereichsdatei (173) durchgeführt wird, der einen Lastausgleichsoperationstyp angibt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner eine Mehrzahl von Bereichsdateien (173, 174) umfassend, die jeweils einem einer Mehrzahl von Services entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner den Schritt umfassend, mittels der Serviceüberwachungseinrichtung (180) einen Zeitgeber für den Service einzustellen, und wobei der Sendeschritt (308) durchgeführt wird, wenn der Zeitgeber abläuft (302).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt, den Zeitgeber einzustellen, gemäß einer Konfigurationsdatei (186) für die Serviceüberwachungseinrichtung (180) durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner den Schritt umfassend, mittels der Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176) einen Zeitgeber für den Service einzustellen, und wobei der Aktualisierungsschritt durchgeführt wird, wenn der Zeitgeber abläuft.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt, den Zeitgeber einzustellen, gemäß einer Konfigurationsdatei (178) für die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176) durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sendeschritt die Schritte umfasst: – Ermitteln, ob der Service verfügbar ist (108); – Hinzufügen zu der Broadcastnachricht die Adressen, die den Service zur Verfügung stellen können, wenn der Service verfügbar ist (308).
  11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Aktualisierungsschritt die Schritte umfasst: – Auffinden einer aktuellen Liste für den Service (504); – Ermitteln, ob sich jede Adresse in der Adressenliste in der aktuellen Liste befindet (510); – Hinzufügen der Adresse zu der aktuellen Liste (512) gemäß dem Ermittlungsschritt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner den Schritt umfassend, die aktuelle Liste mit einer vorherigen Liste zu vergleichen, und wobei der Aktualisierungsschritt durchgeführt wird, wenn die aktuellen und vorherigen Listen nicht die Gleichen sind.
  13. Vorrichtung zum Rekonfigurieren eines Lastausgleichsystems, mit: – einer Serviceüberwachungseinrichtung (180), die konfiguriert ist, für jeden als in einem Datenverarbeitungssystem verfügbar ermittelten Service, eine Broadcastnachricht (308) zu senden, die eine Auslastung eines Hosts, auf dem der Service lokalisiert ist, und eine Adressenliste zum Zugriff auf den verfügbaren Service des Hosts enthält; – einer Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176), die konfiguriert ist, die Broadcastnachricht (308) zu erhalten; – einem Aktualisierungsbereich, der konfiguriert ist, eine dem Service entsprechende Bereichsdatei (173) gemäß den Informationen in der Broadcastnachricht (308) zu aktualisieren.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner einen Domainnamensservice (170) umfassend, der konfiguriert ist, eine Lastausgleichsoperation gemäß der aktualisierten Bereichsdatei (173) durchzuführen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der Domainnamensservice (170) eine Round-Robin-Lastausgleichsoperation durchführt.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der Domainnamensservice (170) die Round-Robin-Lastausgleichsoperation gemäß einem Wert in der Bereichsdatei (173) durchführt, der einen Lastausgleichsoperationstyp angibt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner eine Mehrzahl von Bereichdateien (173), (174) umfassend, die jeweils einem einer Mehrzahl von Services entspricht.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Serviceüberwachungseinrichtung (180) umfasst: – einen Zeitgebereinstellungsbereich, der konfiguriert ist, einen Zeitgeber für den Service einzustellen; und – einen Bereich, der konfiguriert ist, die Broadcastnachricht zu senden, wenn der Zeitgeber abläuft.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der der Zeitgebereinstellungsbereich, den Zeitgeber gemäß einer Konfigurationsdatei (186) für die Serviceüberwachungseinrichtung (180) einstellt.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176) umfasst: – einen Zeitgebereinstellungsbereich, der konfiguriert ist, einen Zeitgeber für den Service einzustellen; und – einen Bereich, der konfiguriert ist, die Bereichsdatei (173) zu aktualisieren, wenn der Zeitgeber abläuft.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der der Zeitgebereinstellungsbereich den Zeitgeber gemäß einer Konfigurationsdatei (178) für die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176) einstellt.
  22. Vorrichtung nach Anspruch, bei der die Serviceüberwachungseinrichtung (180) umfasst: – einen Bereich, der konfiguriert ist, zu ermitteln, ob der Service verfügbar ist (304); und – einen Bereich, der konfiguriert ist, die Adressen, die den Service zur Verfügung stellen können, der Broadcastnachricht (308) hinzuzufügen, wenn der Service verfügbar ist.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Namenszuordnungsmodifizierungseinrichtung (176) umfasst: – einen Bereich, der konfiguriert ist, eine aktuelle Liste für den Service aufzufinden (504); – einen Bereich, der konfiguriert ist, zu ermitteln, ob sich jede Adresse in der Adressenliste in der aktuellen Liste befindet (510); und – einen Bereich, der konfiguriert ist, die Adresse in Übereinstimmung mit dem Ermittlungsbereich der aktuellen Liste (512) hinzuzufügen.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23, ferner einen Bereich umfassend, der konfiguriert ist, die aktuelle Liste mit einer vorherigen Liste zu vergleichen, und wobei der Aktualisierungsbereich einen Bereich umfasst, der die Bereichsdatei (173) aktualisiert, wenn die aktuellen und vorherigen Listen nicht die Gleichen sind.
  25. Computerprogrammprodukt, mit: – einem von einem Computer verwendbaren Medium (162) mit einem darin enthaltenen computerlesbaren Code zum Rekonfigurieren eines Lastausgleichssystems, wobei das Computerprogrammprodukt umfasst: – computerlesbare Programmcodemittel, die konfiguriert sind, einen Computer zu veranlassen, für jeden als in einem Datenverarbeitungssystem verfügbaren ermittelten Service ein Senden einer Broadcastnachricht (308) zu bewirken, die eine Auslastung eines Hosts, auf dem der Service lokalisiert ist, und eine Adressenliste zum Zugriff auf den verfügbaren Service des Hosts enthält; – computerlesbare Programmcodemittel, die konfiguriert sind, einen Computer zu veranlassen, einen Empfang (502) der Broadcastnachricht zu bewirken; und – computerlesbare Programmcodemittel, die konfiguriert sind, einen Computer zu veranlassen, ein Aktualisieren einer dem Service entsprechender Bereichsdatei (173) gemäß den Informationen in der Broadcastnachricht (308) zu bewirken.
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