JP6355759B2 - エニーキャストデータトラフィックをロードバランシングするための方法、システム、および、コンピュータプログラム - Google Patents
エニーキャストデータトラフィックをロードバランシングするための方法、システム、および、コンピュータプログラム Download PDFInfo
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Description
本願は、2014年5月13日に出願され「エニーキャストデータトラフィックをロードバランシングするための方法およびシステム(METHOD AND SYSTEM FOR LOAD BALANCING ANYCAST DATA TRAFFIC)」と題された米国仮特許出願第61/992,623号の利益および優先権を主張する、2014年9月24日に出願され「エニーキャストデータトラフィックをロードバランシングするための方法およびシステム(METHOD AND SYSTEM FOR LOAD BALANCING ANYCAST DATA TRAFFIC)」と題された米国特許出願第14/495,683号の利益および優先権を主張するものであって、それらの開示全体が引用によりこの明細書中に援用されている。
本開示は、概して、データトラフィックロードバランシングの分野に関する。
世界中のインターネットアクセス可能なコンテンツの多くは、大規模なデータセンタにおいてホストされているサーバによって提供される。このようなデータセンタは、典型的には、複数の地理的位置にわたって分散されており、エンドユーザのためにグローバルに機能している。典型的なデータセンタは、エンドユーザに提供されるさまざまなサービスに関連付けられたソフトウェアアプリケーションの複数のインスタンスをホストする何千ものサーバを収容している。エンドユーザが、たとえばウェブサイト、ソーシャルメディアサービス、ストリーミングメディアコンテンツアイテム、ゲーミングサービスまたは他の何らかのオンラインサービスに関連付けられたインターネットコンテンツについての要求を行う場合、当該要求は、エンドユーザの要求に応えるためにデータセンタによってホストされているサービスに関連付けられたアプリケーションインスタンスに送信される。
本開示の一局面に従うと、エニーキャストアドレスにアドレス指定されたデータトラフィックをロードバランシングするための方法であって、第1のセットのロードバランシング(load balancing:LB)デバイスのうちの各々のLBデバイスによって第1のデータ構造を維持するステップを含む。第1のデータ構造は、第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスによってサーブされるアプリケーションインスタンスのグループにおけるアプリケーションインスタンスに関連付けられたエントリを含む。各々のサーブされたアプリケーションインスタンスが第1のデータ構造に含まれている頻度は、対応するサーブされたアプリケーションインスタンスの容量に関連付けられた重み値を示している。第1のセットのLBデバイスにおける或るLBデバイスが、もともとエニーキャストアドレスにアドレス指定されていたデータパケットを受信すると、当該LBデバイスは、受信されたデータパケットのうちの第1のセットのヘッダフィールドに基づいて第1のハッシュ値を生成する。第1のセットのうちのLBは、次いで、第1のデータ構造を用いて、生成された第1のハッシュ値に基づいて、サーブされたアプリケーションインスタンスのうちの1つのアプリケーションインスタンスの仮想インターネットプロトコル(Internet protocol:IP)アドレスを識別し、識別されたアプリケーションインスタンスにデータパケットを転送する。当該方法はまた、第2のセットのLBデバイスのうちの或るLBデバイスによって、第1のセットにおけるそれぞれのLBデバイスに関連付けられたエントリを含む第2のデータ構造を維持するステップを含む。第1のセットのLBデバイスにおける各々のLBデバイスが第2のデータ構造に含まれている頻度は、第1のセットの対応するLBデバイスに関連付けられた重み値を示している。第2のセットのLBデバイスのうちの或るLBデバイスが、もともとエニーキャストアドレスにアドレス指定されていたデータパケットを受信すると、当該LBは、受信されたデータパケットのうちの第2のセットのヘッダフィールドに基づいて第2のハッシュ値を生成し、生成された第2のハッシュ値に基づいて、第2のデータ構造を用いて、第1のセットのうちの或るLBデバイスを識別する。第2のセットのうちのLBは、次いで、データパケットを第1のセットのLBデバイスのうちの識別されたLBデバイスに転送する。
本開示の上述および関連の目的、特徴および利点は、添付の図面に関連付けて読まれると、以下の詳細な説明を参照することによって、より十分に理解されるだろう。
詳細な説明
オンラインサービスまたはアプリケーションは、通常、各々のアプリケーションまたはサービスのための複数のアプリケーションインスタンスを含む。各々のアプリケーションまたはサービスのための複数のアプリケーションインスタンスは複数のコンピュータサーバ上に常駐していてもよい。そのため、複数のエンドユーザによるアプリケーションまたはサービスへのアクセスに関連付けられた負荷は、少なくとも、対応する複数のアプリケーションインスタンスのサブセットにわたって分散されていてもよい。また、さまざまな地理的位置にわたって所与のアプリケーションまたはサービスのための複数のアプリケーションインスタンスを分散させることにより、エンドユーザが被るレイテンシを低減させることが容易になる。特に、エンドユーザは、対応する複数のアプリケーションインスタンスのうち1つ以上のアプリケーションインスタンスを有する最も近い地理的位置でサーブされている可能性がある。各々のエンドユーザまたはクライアントが対応する最も近い地理的位置でサーブされていることでレイテンシを低減させる一方で、各々の地理的位置におけるコンピュータサーバとそこにあるアプリケーションインスタンスとが有する容量が有限となる。特定の位置における所与のアプリケーションまたはサービスに対する要求が同じ位置におけるアプリケーションインスタンスの容量を上回っている場合、アプリケーションに対する過剰な要求が次に最も近い位置にまでオーバーフローする可能性がある。
Claims (24)
- 通信ネットワークにおけるエニーキャストトラフィックをロードバランシングするためのシステムであって、
第1のセットのロードバランシング(LB)デバイスを含み、前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスは、
前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされるアプリケーションインスタンスのグループにおけるアプリケーションインスタンスに関連付けられたエントリを含む第1のデータ構造を維持するように構成され、各々のサーブされたアプリケーションインスタンスが前記第1のデータ構造に含まれている頻度は、前記対応するサーブされたアプリケーションインスタンスの容量に関連付けられた重み値を示しており、前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスは、
エニーキャストアドレスにアドレス指定された前記システムにおいて受信されるデータパケットを受信すると、前記受信されたデータパケットのうちの1つ以上の第1のヘッダフィールドに基づいて第1のハッシュ値を生成し、
前記第1のデータ構造を用いて、前記生成された第1のハッシュ値に基づいて前記サーブされたアプリケーションインスタンスのうちの1つのアプリケーションインスタンスの仮想インターネットプロトコル(IP)アドレスを識別し、
前記識別されたアプリケーションインスタンスに前記データパケットを転送するように構成され、前記システムはさらに、
第2のセットのロードバランシング(LB)デバイスを含み、前記第2のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスは、
前記第1のセットにおけるそれぞれのLBデバイスに関連付けられたエントリを含む第2のデータ構造を維持するように構成され、前記第1のセットのLBデバイスにおける各々のLBデバイスが前記第2のデータ構造に含まれている頻度は前記第1のセットのうち対応するLBデバイスに関連付けられた重み値を示しており、前記第2のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、
前記エニーキャストアドレスにアドレス指定された前記システムにおいて受信されるデータパケットを受信すると、前記受信されたデータパケットのうちの1つ以上の第2のヘッダフィールドに基づいて第2のハッシュ値を生成し、
前記生成された第2のハッシュ値に基づいて、前記第2のデータ構造を用いて、前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスを識別し、
前記第1のセットのうちの前記識別されたLBデバイスに前記データパケットを転送するように構成され、前記システムはさらに、
前記エニーキャストアドレスに関連付けられた複数のエニーキャストノードを含み、前記複数のエニーキャストノードは、
クライアントデバイスから、前記複数のエニーキャストノードの第1のエニーキャストノードで、前記エニーキャストアドレスにアドレス指定された第1のデータパケットを受信すると、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに前記第1のデータパケットを転送するように構成され、
前記クライアントデバイスから、前記複数のエニーキャストノードの第2のエニーキャストノードで、前記エニーキャストアドレスにアドレス指定された第2のデータパケットを受信すると、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに前記第2のデータパケットを転送するように構成されている、システム。 - 前記第2のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスはさらに、前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスに転送されたトラフィックロードをグローバルLBエレメントに報告するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記グローバルLBエレメントは、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスから前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに転送されたトラフィックロードについての報告が受信されたことに少なくとも部分的に基づいて、前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに関連付けられた重みを生成するように構成される、請求項2に記載のシステム。
- 前記第1のセットのうちの対応するLBデバイスに関連付けられた前記重み値は、前記第1のセットのうちの前記対応するLBデバイスによってサーブされる処理装置のグループの容量を示している、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記アプリケーションインスタンスは、アプリケーションサーバ、コンテンツサーバおよび仮想マシンのうち少なくとも1つに関連付けられている、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、
前記第1のセットのLBデバイスにおける1つ以上のLBデバイスについての重み値を受信し、
前記第1のセットのLBデバイスにおける前記1つ以上のLBデバイスについての前記受信された重み値に基づいて前記第2のデータ構造を生成するように構成される、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記第2のデータ構造を生成する際に、前記第2のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、
前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスについての空データ構造位置の数を選択するように構成され、選択された空データ構造位置の前記数は、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスに対応する前記重み値に基づいて決定され、前記第2のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、
前記選択された空データ構造位置の各々において前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスのIPアドレスを挿入するように構成される、請求項6に記載のシステム。 - 前記第2のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスに関連付けられたオフセット値に基づいて、前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスについての空データ構造位置の前記数を選択するように構成される、請求項7に記載のシステム。
- 前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、
前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされたアプリケーションインスタンスの前記グループにおける各々のアプリケーションインスタンスについての重み値を受信し、
前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされた前記グループにおけるアプリケーションインスタンスについての前記受信された重み値に基づいて前記第1のデータ構造を生成するように構成される、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記第1のデータ構造を生成する際に、前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、
前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされた前記グループのうちの各々のアプリケーションインスタンスについての空データ構造位置の数を選択し、選択された空データ構造位置の前記数は、前記アプリケーションインスタンスに対応する前記重み値に基づいて決定され、前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、
前記選択された空データ構造位置の各々において前記アプリケーションインスタンスの仮想IPアドレスを挿入するように構成される、請求項9に記載のシステム。 - 前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスはさらに、前記アプリケーションインスタンスに関連付けられたオフセット値に基づいて、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされた前記グループのうちの各々のアプリケーションインスタンスについての空データ構造位置の前記数を選択するように構成される、請求項10に記載のシステム。
- データトラフィックロードバランシングのための方法であって、
第1のセットのロードバランシング(LB)デバイスのうちの各々のLBデバイスによって第1のデータ構造を維持するステップを含み、前記第1のデータ構造は、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされたアプリケーションインスタンスのグループにおけるアプリケーションインスタンスに関連付けられたエントリを含み、各々のサーブされたアプリケーションインスタンスが前記第1のデータ構造に含まれている頻度は、対応するサーブされたアプリケーションインスタンスの容量に関連付けられた重み値を示しており、前記方法はさらに、
エニーキャストアドレスにアドレス指定されたLBシステムにおいて受信されるデータパケットを受信すると、前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスのそれぞれが、前記受信されたデータパケットのうちの1つ以上の第1のヘッダフィールドに基づいて第1のハッシュ値を生成するステップと、
前記第1のデータ構造を用いて、前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスのそれぞれが、前記生成された第1のハッシュ値に基づいて前記サーブされたアプリケーションインスタンスのうちの1つのアプリケーションインスタンスの仮想インターネットプロトコル(IP)アドレスを識別するステップと、
前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスのそれぞれが、前記識別されたアプリケーションインスタンスに前記データパケットを転送するステップと、
第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスによって第2のデータ構造を維持するステップとを含み、前記第2のデータ構造は前記第1のセットにおけるそれぞれのLBデバイスに関連付けられたエントリを含み、前記第1のセットのLBデバイスにおける各々のLBデバイスが前記第2のデータ構造に含まれている頻度は、前記第1のセットの対応するLBデバイスに関連付けられた重み値を示しており、前記方法はさらに、
前記エニーキャストアドレスにアドレス指定された前記LBシステムにおいて受信されるデータパケットを受信すると、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスが、前記受信されたデータパケットのうちの1つ以上の第2のヘッダフィールドに基づいて第2のハッシュ値を生成するステップを含み、前記データパケットは、前記エニーキャストアドレスにアドレス指定された前記LBシステムにおいて受信され、前記方法はさらに、
前記生成された第2のハッシュ値に基づいて、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスが、前記第2のデータ構造を用いて、第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスを識別するステップと、
前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスが、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記識別されたLBデバイスに前記データパケットを転送するステップと、
クライアントデバイスから、複数のエニーキャストノードの第1のエニーキャストノードで、前記エニーキャストアドレスにアドレス指定された第1のデータパケットを受信すると、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに前記第1のデータパケットを転送するするステップと、
前記クライアントデバイスから、前記複数のエニーキャストノードの第2のエニーキャストノードで、前記エニーキャストアドレスにアドレス指定された第2のデータパケットを受信すると、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに前記第2のデータパケットを転送するステップとを含む、方法。 - 前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスに転送されたトラフィックロードを、前記第2のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによって、グローバルLBエレメントに報告するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスから前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに転送されたトラフィックロードについての報告が受信されたことに少なくとも部分的に基づいて、前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスに関連付けられた重みを前記グローバルLBエレメントによって生成するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記第1のセットのLBデバイスの前記対応するLBデバイスに関連付けられた前記重み値は、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記対応するLBデバイスによってサーブされたアプリケーションインスタンスの前記グループの容量を示している、請求項12〜請求項14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記アプリケーションインスタンスは、アプリケーションサーバ、コンテンツサーバおよび仮想マシンのうちの少なくとも1つに関連付けられている、請求項12〜請求項15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによって、前記第1のセットのLBデバイスにおける1つ以上のLBデバイスについての重み値を受信するステップと、
前記第1のセットのLBデバイスにおける前記1つ以上のLBデバイスについての前記受信された重み値に基づいて前記第2のデータ構造を生成するステップとをさらに含む、請求項12〜請求項16のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第2のデータ構造を生成するステップは、
前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスについての空データ構造位置の数を選択するステップを含み、選択された空データ構造位置の前記数は、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスに対応する前記重み値に基づいて決定され、前記第2のデータ構造を生成するステップはさらに、
前記選択された空データ構造位置の各々において前記第1のセットの前記LBデバイスのIPアドレスを挿入するステップを含む、請求項17に記載の方法。 - 前記第1のセットのLBデバイスのうちの各々のLBデバイスについての空データ構造位置の数を選択するステップは、前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスに関連付けられたオフセット値に基づいて空データ構造位置の前記数を選択するステップを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされたアプリケーションインスタンスの前記グループにおける各々のアプリケーションインスタンスについての重み値を、前記第1のセットのうちの前記LBデバイスによって受信するステップと、
前記受信された重み値に基づいて前記第1のデータ構造を生成するステップとをさらに含む、請求項12〜請求項19のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1のデータ構造を生成するステップは、
前記第1のセットのLBデバイスのうちの前記LBデバイスによってサーブされた前記グループのうちの各々のアプリケーションインスタンスについての空データ構造位置の数を選択するステップを含み、選択された空データ構造位置の前記数は、前記アプリケーションインスタンスに対応する前記重み値に基づいて決定され、前記第1のデータ構造を生成するステップはさらに、
前記選択された空データ構造位置の各々において前記アプリケーションインスタンスの仮想IPアドレスを挿入するステップを含む、請求項20に記載の方法。 - 各々のアプリケーションインスタンスについての空データ構造位置の数を選択するステップは、前記アプリケーションインスタンスに関連付けられたオフセット値に基づいて空データ構造位置の前記数を選択するステップを含む、請求項21に記載の方法。
- 請求項12〜請求項22のいずれか1項に記載の方法を実現するために、コンピュータに、前記第1のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスによって実行される処理を実行させる、コンピュータプログラム。
- 請求項12〜請求項22のいずれか1項に記載の方法を実現するために、コンピュータに、前記第2のセットのLBデバイスのうちのLBデバイスによって実行される処理を実行させる、コンピュータプログラム。
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