一種負(fù)載均衡系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種負(fù)載均衡系統(tǒng)，用于對基于OpenStack部署的云節(jié)點進行負(fù)載均衡配置，其包括：至少用于對云節(jié)點提供負(fù)載均衡服務(wù)的負(fù)載均衡模塊，若干用于對云節(jié)點的負(fù)載進行均衡計算與對后端模塊進行動態(tài)健康檢查的監(jiān)聽模塊，若干用于設(shè)置與云節(jié)點所對應(yīng)服務(wù)權(quán)重的后端模塊，并根據(jù)更新后的負(fù)載均衡系統(tǒng)的配置參數(shù)對云節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境動態(tài)地執(zhí)行啟動和/或刪除后端服務(wù)實例的配置操作。通過本發(fā)明，解決了基于OpenStack云平臺中網(wǎng)絡(luò)訪問的并發(fā)性導(dǎo)致的云節(jié)點負(fù)載不均衡的問題，動態(tài)地對后端模塊進行包括健康檢查在內(nèi)的監(jiān)控，依據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略最優(yōu)化的選擇服務(wù)實例進行網(wǎng)絡(luò)請求的轉(zhuǎn)發(fā)，可應(yīng)用于多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高了云節(jié)點的可靠性。
【專利說明】一種負(fù)載均衡系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計算【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種基于OpenStack架構(gòu)的云計算平臺所使用的一種負(fù)載均衡系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]云節(jié)點(node)是具有一定虛擬網(wǎng)絡(luò)資源、虛擬存儲資源、虛擬計算資源，并可通過向云計算服務(wù)商發(fā)送請求，以在云計算用戶的終端上搭建屬于自己的云節(jié)點(即“私有云”)的一種虛擬的計算機。云節(jié)點通常在云服務(wù)商所搭建的物理機中通過啟動龐大的虛擬機的方式形成。
[0003]云計算平臺提供了大容量、高配置的服務(wù)器集群，提高了服務(wù)能力與運行速度，同時也面臨著網(wǎng)絡(luò)訪問的高并發(fā)等問題。負(fù)載均衡實現(xiàn)的是將一臺計算機的任務(wù)分配給兩臺或者多臺計算機來完成，提高了工作效率。負(fù)載均衡可以通過硬件、軟件或者兩者的組合來實現(xiàn)。通常，負(fù)載均衡應(yīng)用于服務(wù)器集群環(huán)境中。
[0004]LBaaS(Load-Balancing-as-a-Service)是 OpenStack 開源云平臺管理項目中的一個網(wǎng)絡(luò)組件，其主要提供負(fù)載均衡服務(wù)。但是LBaaS在配置方面還缺少一定的靈活性，比如不可以同時對兩個VIP配置相同的IP地址和不同的端口 ；同時，在對IP地址的配置方面也具有一定的局限性。
[0005]中國公開專利CN 102833355A提出了一種負(fù)載均衡機制，其使用雙向通信的方式建立虛擬機與負(fù)載均衡服務(wù)器之間的負(fù)載探測與狀態(tài)反饋機制，實現(xiàn)虛擬機的狀態(tài)的及時反饋和處理，通過增減應(yīng)用服務(wù)器的數(shù)量來是實現(xiàn)應(yīng)用的負(fù)載均衡。這種方法在對虛擬機的狀態(tài)進行動態(tài)的工作較為繁重，需要檢測包括CPU、內(nèi)存、帶寬壓力測試等方便，導(dǎo)致虛擬機開銷較大；另外沒有對虛擬機網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)等數(shù)據(jù)進行檢測，將其應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)方面的負(fù)載均衡具有一定的局限性。
[0006]有鑒于此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的基于OpenStack架構(gòu)的云計算平臺的負(fù)載均衡系統(tǒng)予以改進，以解決上述技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于公開一種基于OpenStack架構(gòu)的計算機集群的負(fù)載均衡系統(tǒng)，用以解決云計算平臺中網(wǎng)絡(luò)訪問的并發(fā)性所導(dǎo)致的云節(jié)點不均衡的技術(shù)問題，并實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的合理配置，提高虛擬機對不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)性。
[0008]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種負(fù)載均衡系統(tǒng)，用于對基于OpenStack部署的云節(jié)點進行負(fù)載均衡配置，所述負(fù)載均衡系統(tǒng)包括:
[0009]至少用于對云節(jié)點提供負(fù)載均衡服務(wù)的負(fù)載均衡模塊，
[0010]若干用于對云節(jié)點的負(fù)載進行均衡計算與對后端模塊進行動態(tài)健康檢查的監(jiān)聽模塊，
[0011]若干用于設(shè)置與云節(jié)點所對應(yīng)服務(wù)權(quán)重的后端模塊，并根據(jù)更新后的負(fù)載均衡系統(tǒng)的配置參數(shù)對云節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境動態(tài)地執(zhí)行啟動和/或刪除后端服務(wù)實例的配置操作。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述負(fù)載均衡模塊還能夠?qū)λ鲐?fù)載均衡系統(tǒng)的連接數(shù)類型進行配置。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述連接數(shù)類型的默認(rèn)設(shè)置為不限制最大連接數(shù)。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，所述負(fù)載均衡模塊支持的連接數(shù)類型包括TCP連接、HTTP連接、HTTPS連接。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，所述負(fù)載均衡模塊能夠為負(fù)載均衡系統(tǒng)配置并支持多個公網(wǎng)IP地址和/或多個私有IP地址。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，所述云節(jié)點端能夠按照后端模塊所提供的服務(wù)類型自適應(yīng)地匹配選擇負(fù)載均衡算法。
[0017]作為本發(fā)明的進一步改進，所述負(fù)載均衡算法包括動態(tài)加權(quán)輪詢算法、最小連接數(shù)算法、加權(quán)源地址哈希算法、URL哈希算法、加權(quán)參數(shù)哈希算法。
[0018]作為本發(fā)明的進一步改進，所述監(jiān)聽模塊的健康檢查方式包括TCP檢查、PING檢查、HTTP檢查、HTTPS檢查，監(jiān)聽模塊通過向后端模塊發(fā)送數(shù)據(jù)包或指令，以檢測后端模塊的服務(wù)狀態(tài)；
[0019]當(dāng)某一后端模塊通過健康檢查被認(rèn)定為不健康的后端模塊時，則從可用虛擬資源池中移出該不健康的后端模塊，以隔離所述不健康的后端模塊；
[0020]當(dāng)所述從可用虛擬資源池中移出的不健康的后端模塊通過健康檢查，則重新移入可用虛擬資源池。
[0021]作為本發(fā)明的進一步改進，所述健康檢查的健康指標(biāo)包括檢查間隔、超時時間、不健康閾值以及健康閾值。
[0022]作為本發(fā)明的進一步改進，所述負(fù)載均衡系統(tǒng)能夠在云節(jié)點和/或形成云節(jié)點的物理機中運行。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過本發(fā)明，解決了基于OpenStack云平臺中網(wǎng)絡(luò)訪問的并發(fā)性導(dǎo)致的云節(jié)點負(fù)載不均衡的問題，動態(tài)地對后端模塊進行包括健康檢查在內(nèi)的監(jiān)控，依據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略最優(yōu)化的選擇服務(wù)實例進行網(wǎng)絡(luò)請求的轉(zhuǎn)發(fā)，可應(yīng)用于多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高了云節(jié)點的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明一種負(fù)載均衡系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明中的監(jiān)聽模塊進行健康檢查的計算機程序邏輯流程圖。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖所示的各實施方式對本發(fā)明進行詳細(xì)說明，但應(yīng)當(dāng)說明的是，這些實施方式并非對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0027]請參圖1所示，圖1為本發(fā)明一種負(fù)載均衡系統(tǒng)的一種【具體實施方式】。在本實施方式中，所述負(fù)載均衡系統(tǒng)100能夠在云節(jié)點中運行；當(dāng)然也可以在形成云節(jié)點的物理機中運行，也可以在云節(jié)點及形成云節(jié)點的物理機同時加載并運行。本實施方式僅對在云節(jié)點中運行的負(fù)載均衡系統(tǒng)100進行示范性說明。
[0028]在整個云平臺上，用戶可以通過WEB端進行負(fù)載均衡系統(tǒng)100的創(chuàng)建、配置等各種操作，負(fù)載均衡系統(tǒng)100的底層可以采用HAp1xy等驅(qū)動程序。
[0029]在本實施方式中，一種用于對基于OpenStack部署的云節(jié)點進行負(fù)載均衡配置的負(fù)載均衡系統(tǒng)100，該負(fù)載均衡系統(tǒng)100包括:
[0030]負(fù)載均衡模塊10，至少用于對云節(jié)點提供負(fù)載均衡服務(wù)；
[0031]若干監(jiān)聽模塊20，用于對云節(jié)點的負(fù)載進行均衡計算與對后端模塊30進行動態(tài)的健康檢查；以及，
[0032]若干后端模塊30，用于設(shè)置與云節(jié)點所對應(yīng)服務(wù)權(quán)重，并根據(jù)更新后的負(fù)載均衡系統(tǒng)100的配置參數(shù)對云節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境動態(tài)地執(zhí)行啟動和/或刪除后端服務(wù)實例的配置操作。
[0033]本【具體實施方式】中的所述負(fù)載均衡系統(tǒng)100運行于云計算用戶(以下簡稱“用戶”)所部屬的云節(jié)點中，并能夠?qū)υ乒?jié)點的負(fù)載進行負(fù)載均衡配置。
[0034]其中，服務(wù)實例包括但不限定于例如WEB服務(wù)、Email服務(wù)、FTP服務(wù)以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)等云計算服務(wù)。對服務(wù)實例的添加或刪除能夠根據(jù)啟動云節(jié)點的計算機集群服務(wù)器(即提供云計算服務(wù)后臺的物理機)的負(fù)載情況及云節(jié)點的負(fù)載情況動態(tài)地進行，并有效地提供正常服務(wù)實例的運行。具體的，某一特定的服務(wù)實例由一個或者多個可用的后端模塊30所提供。
[0035]在云節(jié)點中創(chuàng)建一個或多個負(fù)載均衡模塊10，將多分配的公網(wǎng)IP地址綁定到負(fù)載均衡模塊10上，這樣通過該虛擬網(wǎng)卡40的網(wǎng)絡(luò)請求就為負(fù)載均衡模塊10服務(wù)；同時，也可以對負(fù)載均衡系統(tǒng)100中所包含的若干虛擬網(wǎng)卡40的流量進行配置，從而實現(xiàn)對運行該負(fù)載均衡系統(tǒng)100的云節(jié)點進行數(shù)據(jù)流量限制的目的。
[0036]然后，創(chuàng)建監(jiān)聽模塊20并將其與負(fù)載均衡模塊10進行綁定。監(jiān)聽模塊20實現(xiàn)的功能包括:監(jiān)聽具體的某個網(wǎng)絡(luò)IP地址，將其根據(jù)負(fù)載均衡策略進行最優(yōu)化的選擇后端設(shè)備并進行轉(zhuǎn)發(fā)。因此，需要創(chuàng)建后端服務(wù)實例配置并綁定到對應(yīng)的監(jiān)聽模塊20上，從而完成整個負(fù)載均衡策略的配置。
[0037]在本實施方式中，該負(fù)載均衡模塊10能夠為負(fù)載均衡系統(tǒng)100配置多個公網(wǎng)IP地址，并且能夠支持多個公網(wǎng)IP地址。當(dāng)然，也可通過該負(fù)載均衡模塊10為該負(fù)載均衡系統(tǒng)100配置并支持多個私有IP地址，或者為負(fù)載均衡系統(tǒng)100同時配置并支持多個公網(wǎng)IP地址與私有IP地址的方式，并通過該負(fù)載均衡模塊10對所述負(fù)載均衡系統(tǒng)100的連接數(shù)類型進行配置。同時，該負(fù)載均衡模塊10還能夠?qū)λ鲐?fù)載均衡系統(tǒng)100的連接數(shù)類型進行配置。優(yōu)選的，該負(fù)載均衡模塊10所配置的連接數(shù)類型的默認(rèn)設(shè)置為不限制最大連接數(shù)，從而有效地解決現(xiàn)有技術(shù)中高并發(fā)性所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)通訊故障的技術(shù)問題。
[0038]監(jiān)聽模塊20對負(fù)載均衡模塊10執(zhí)行的配置負(fù)載均衡算法是指，負(fù)載均衡系統(tǒng)100通過何種策略來選擇后端模塊30進行網(wǎng)絡(luò)請求的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。具體的，在本實施方式中，所述負(fù)載均衡算法包括動態(tài)加權(quán)輪詢算法、最小連接數(shù)算法、加權(quán)源地址哈希算法、URL哈希算法、加權(quán)參數(shù)哈希算法。云節(jié)點端能夠按照后端模塊30所提供的服務(wù)類型自適應(yīng)地匹配選擇負(fù)載均衡算法。負(fù)載均衡模塊10支持的連接數(shù)類型包括TCP連接、HTTP連接、HTTPS連接。
[0039]具體而言，最小連接數(shù)算法適用于回話保持較長的類型，例如輕量目錄訪問協(xié)議(LDAP)、結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)等；加權(quán)源地址哈希算法適用于TCP類型，保證了同一個云節(jié)點的訪問請求都轉(zhuǎn)發(fā)至同一后端模塊10。
[0040]在本實施方式中，監(jiān)聽模塊20對后端模塊30所進行的動態(tài)的健康檢查是指，負(fù)載均衡模塊10對后端模塊30的服務(wù)運行狀態(tài)進行動態(tài)的健康檢查。當(dāng)某個后端模塊30的服務(wù)出現(xiàn)異常(即不可用)的時候，會將其暫時移出可用虛擬資源池，實現(xiàn)了隔離不可用后端模塊的功能；當(dāng)該不可用的后端模塊30變?yōu)榭捎脿顟B(tài)后，又會將其重新加入可用虛擬資源池中。該可用虛擬資源池由若干健康的后端模塊30所形成。
[0041]結(jié)合參照圖2所示，在本實施方式中，監(jiān)聽模塊20對后端模塊30進行動態(tài)的健康檢查，保證了將網(wǎng)絡(luò)請求轉(zhuǎn)發(fā)給健康的后端模塊30 (即可用的后端模塊)，實現(xiàn)了云節(jié)點的高可用性，具有更好的用戶體驗。
[0042]具體的，該健康檢查方式包括TCP檢查、PING檢查、HTTP檢查、HTTPS檢查等。通過向后端模塊30發(fā)送TCP包、HTTP請求等來檢測后端模塊30的當(dāng)前服務(wù)狀態(tài)。其中，所述健康檢查的健康指標(biāo)包括:超時時間、檢查間隔、不健康閾值和健康閾值。其中，該超時時間是指，等待健康檢查請求響應(yīng)返回的超時時間，超時會被作為一次檢查失敗；所述不健康閾值指的是連續(xù)健康檢查失敗多少次后，將會認(rèn)為該后端服務(wù)不健康，將其移出可用后端模塊池；所述健康閾值指的是連續(xù)健康檢查成功多少次后，將會認(rèn)為該后端服務(wù)恢復(fù)健康狀態(tài)，將其添加至可用虛擬資源池中。優(yōu)選的，該健康閾值為2次至10次，并更優(yōu)選為2次。
[0043]在本實施方式中，該一個監(jiān)聽模塊20綁定連接至少兩個后端模塊30。在給負(fù)載均衡系統(tǒng)100的監(jiān)聽模塊20添加后端模塊30的配置過程中，可以為若干后端模塊30設(shè)置其所對應(yīng)的服務(wù)權(quán)重，在選擇動態(tài)加權(quán)輪詢算法時候，依據(jù)不同的后端模塊30的處理能力進行服務(wù)權(quán)重值的設(shè)定。如后端模塊30A的處理能力是后端模塊B的2倍，則可以將后端模塊30A的服務(wù)權(quán)重設(shè)置為后端模塊30B的2倍，實現(xiàn)負(fù)載均衡系統(tǒng)100將會按2:1的比例轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)請求至后端模塊30A和后端模塊30B。實現(xiàn)了虛擬資源池的虛擬資源和處理能力不均情況下的負(fù)載均衡。當(dāng)增加或者刪除監(jiān)聽模塊20及后端模塊30時，需要更新負(fù)載均衡系統(tǒng)100的配置。
[0044]在為負(fù)載均衡模塊10綁定公網(wǎng)IP地址的操作中，可以對所綁定的一個或者多個虛擬網(wǎng)卡40的出入流量進行配置，實現(xiàn)限流的作用。另外，可以隨時地進行公網(wǎng)IP地址的解綁操作，用戶可以按需進行網(wǎng)絡(luò)IP資源分配，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)IP的資源，可以支持靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0045]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0046]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0047]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種負(fù)載均衡系統(tǒng)，用于對基于OpenStack部署的云節(jié)點進行負(fù)載均衡配置，其特征在于，所述負(fù)載均衡系統(tǒng)包括: 至少用于對云節(jié)點提供負(fù)載均衡服務(wù)的負(fù)載均衡模塊， 若干用于對云節(jié)點的負(fù)載進行均衡計算與對后端模塊進行動態(tài)健康檢查的監(jiān)聽模塊， 若干用于設(shè)置與云節(jié)點所對應(yīng)服務(wù)權(quán)重的后端模塊，并根據(jù)更新后的負(fù)載均衡系統(tǒng)的配置參數(shù)對云節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境動態(tài)地執(zhí)行啟動和/或刪除后端服務(wù)實例的配置操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載均衡模塊還能夠?qū)λ鲐?fù)載均衡系統(tǒng)的連接數(shù)類型進行配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述連接數(shù)類型的默認(rèn)設(shè)置為不限制最大連接數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載均衡模塊支持的連接數(shù)類型包括TCP連接、HTTP連接、HTTPS連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載均衡模塊能夠為負(fù)載均衡系統(tǒng)配置并支持多個公網(wǎng)IP地址和/或多個私有IP地址。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述云節(jié)點端能夠按照后端模塊所提供的服務(wù)類型自適應(yīng)地匹配選擇負(fù)載均衡算法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載均衡算法包括動態(tài)加權(quán)輪詢算法、最小連接數(shù)算法、加權(quán)源地址哈希算法、URL哈希算法、加權(quán)參數(shù)哈希算法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)聽模塊的健康檢查方式包括TCP檢查、PING檢查、HTTP檢查、HTTPS檢查，監(jiān)聽模塊通過向后端模塊發(fā)送數(shù)據(jù)包或指令，以檢測后端模塊的服務(wù)狀態(tài)； 當(dāng)某一后端模塊通過健康檢查被認(rèn)定為不健康的后端模塊時，則從可用虛擬資源池中移出該不健康的后端模塊，以隔離所述不健康的后端模塊； 當(dāng)所述從可用虛擬資源池中移出的不健康的后端模塊通過健康檢查，則重新移入可用虛擬資源池。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述健康檢查的健康指標(biāo)包括檢查間隔、超時時間、不健康閾值以及健康閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5、6、7或8任一項所述的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載均衡系統(tǒng)能夠在云節(jié)點和/或形成云節(jié)點的物理機中運行。
【文檔編號】H04L29/08GK104394224SQ201410719792
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】許廣彬, 郭曉, 張銀濱, 李德才 申請人:無錫華云數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)有限公司