一種根據(jù)應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行彈性擴(kuò)容和流量分發(fā)擴(kuò)展的云負(fù)載平衡手段的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及云計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種根據(jù)應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行彈性擴(kuò)容和流量分發(fā) 擴(kuò)展的云負(fù)載平衡手段。
【背景技術(shù)】
[0002] 云是一個(gè)包含有大量可用虛擬資源的資源池，實(shí)現(xiàn)資源按需分配。所謂資源按需 分配就是根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)資源分配，當(dāng)應(yīng)用負(fù)載較大時(shí)，增加服務(wù)資源；當(dāng)應(yīng)用負(fù)載 較小時(shí)，減少服務(wù)資源。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)資源按需分配，需要采用彈性擴(kuò)容的方法，當(dāng)增加存儲(chǔ)資源或計(jì)算資源 等服務(wù)資源時(shí)，能夠?qū)⑿略黾拥馁Y源添加到已有資源中，形成一個(gè)整體對(duì)外提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn) 彈性擴(kuò)容。另外，還需要采用流量分發(fā)的方式，將原本在老處理節(jié)點(diǎn)上處理的任務(wù)分流一部 分到新節(jié)點(diǎn)上。
[0004] 因?yàn)槿蝿?wù)的類型不同，服務(wù)器的處理能力不同等，隨機(jī)選擇資源會(huì)造成負(fù)載不均 衡等問(wèn)題。為了合理的把負(fù)載分配給不同的服務(wù)器，需要應(yīng)用響應(yīng)能夠正確反映各個(gè)服務(wù) 器能力及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的負(fù)載均衡算法。當(dāng)服務(wù)器處于低負(fù)載狀態(tài)或過(guò)載時(shí)，通過(guò)負(fù)載重分配 和迀移，動(dòng)態(tài)關(guān)閉和重啟物理機(jī)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，獲得更高的系統(tǒng)效率。通過(guò)這種根據(jù)不同 的負(fù)載動(dòng)態(tài)地重新配置虛擬資源的方法，可以實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。
[0005] 中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN 104394224 A公開了一種負(fù)載均衡系統(tǒng)，包括對(duì)云節(jié)點(diǎn)提供 負(fù)載均衡服務(wù)的負(fù)載均衡模塊，若干用于對(duì)云節(jié)點(diǎn)的負(fù)載進(jìn)行均衡計(jì)算與對(duì)后端模塊進(jìn)行 動(dòng)態(tài)健康檢查的監(jiān)聽模塊，若干用于設(shè)置與云節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)服務(wù)權(quán)重的后端模塊，能夠動(dòng)態(tài) 地對(duì)后端模塊進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的轉(zhuǎn)發(fā)，從而提高了云節(jié)點(diǎn)的可靠性。但該發(fā)明基于 OpenStack架構(gòu)，主要解決的是云計(jì)算平臺(tái)中網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的并發(fā)性問(wèn)題，只是對(duì)計(jì)算機(jī)集群中 的虛擬機(jī)的負(fù)載進(jìn)行簡(jiǎn)單采集，并沒(méi)有考慮負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化，從而影響了用戶體驗(yàn)，甚至無(wú) 法滿足部分用戶的請(qǐng)求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出了一種根據(jù)應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行彈性擴(kuò)容和流量 分發(fā)擴(kuò)展的云負(fù)載平衡手段。本系統(tǒng)包括兩級(jí)負(fù)載平衡模塊:集群負(fù)載平衡模塊和服務(wù)節(jié) 點(diǎn)平衡模塊;其中，集群負(fù)載平衡模塊負(fù)責(zé)集群之間的負(fù)載平衡，處理潮汐效應(yīng)和高峰負(fù)荷 等重應(yīng)用負(fù)載的情況;服務(wù)節(jié)點(diǎn)平衡模塊負(fù)載集群內(nèi)部各個(gè)服務(wù)器的負(fù)載平衡，處理一般 應(yīng)用負(fù)載的情況。
[0007] 進(jìn)一步的，當(dāng)有新任務(wù)到達(dá)時(shí)，負(fù)載平衡模塊工作；如果當(dāng)前的資源無(wú)法滿足需 求，則進(jìn)行資源彈性擴(kuò)容，對(duì)擴(kuò)容的資源重新進(jìn)行負(fù)載平衡和流量分發(fā):當(dāng)發(fā)現(xiàn)有空閑資源 或低效率資源時(shí)，進(jìn)行資源回收，對(duì)回收后的資源重新進(jìn)行負(fù)載平衡。
[0008] 進(jìn)一步的，當(dāng)資源需求增加時(shí)，先在已有集群內(nèi)開啟新的服務(wù)器，當(dāng)已有的集群剩 余資源無(wú)法滿足新到達(dá)應(yīng)用的資源需求時(shí)，開啟新的集群進(jìn)行服務(wù)。
[0009] 本發(fā)明還提出一種負(fù)載平衡方法：
[0010] 4)當(dāng)無(wú)資源彈性擴(kuò)容和資源回收時(shí)，有新任務(wù)到達(dá)時(shí)，將應(yīng)用負(fù)載分配
[0011] 給如下的服務(wù)器：
[0012]
[0013] 其中，umax,s表示服務(wù)器S最大能夠提供的資源;U_,S表示當(dāng)前任務(wù)已占
[0014] 用的服務(wù)器s資源;ureq表示新到應(yīng)用的資源請(qǐng)求。
[0015] 5)當(dāng)有資源彈性擴(kuò)容時(shí)，將服務(wù)器Y上的部分負(fù)載迀移到新服務(wù)器上
[0016]
[0017]其中，Umax,s表示服務(wù)器S最大能夠提供的資源;U_, S表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù) 器s資源;Ureq表示新到應(yīng)用的資源請(qǐng)求。迀移的資源為Uadd = U_,Y-Umax,Y+Ureq。
[0018] 6)當(dāng)有資源回收時(shí)，將服務(wù)器S1上的部分負(fù)載迀移到服務(wù)器82上
[0019]
[0020] --- ·~- ·- -ι f -i
[0021] 其中，Umax,s表示服務(wù)器s最大能夠提供的資源;U_,S表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù) 器S資源。迀移的資源為：= -I。
[0022] 采用上述的集群負(fù)載平衡和服務(wù)節(jié)點(diǎn)平衡兩級(jí)負(fù)載平衡手段后，能夠同時(shí)處理一 般情況和高負(fù)荷的情景，有效的實(shí)現(xiàn)負(fù)載迀移，提高資源的利用率，減少資源消耗。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
[0025]圖2為本發(fā)明負(fù)載均衡的流程圖。
[0026] 圖中：1為集群間負(fù)載平衡模塊，2為集群，3為集群內(nèi)負(fù)載平衡模塊，4為服務(wù)器節(jié) 點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)包括兩級(jí)負(fù)載平衡模塊:集群間負(fù)載平衡模 塊1和集群內(nèi)平衡模塊3;其中，所述集群間負(fù)載平衡模塊1負(fù)責(zé)集群2之間的負(fù)載平衡，處理 潮汐效應(yīng)和高峰負(fù)荷等重應(yīng)用負(fù)載的情況;所述集群內(nèi)平衡模塊3負(fù)載集群內(nèi)部各個(gè)服務(wù) 器節(jié)點(diǎn)4的負(fù)載平衡，處理一般應(yīng)用負(fù)載的情況。
[0028] 進(jìn)一步的，當(dāng)有新任務(wù)到達(dá)時(shí)，負(fù)載平衡模塊工作；如果當(dāng)前的資源無(wú)法滿足需 求，則進(jìn)行資源彈性擴(kuò)容，對(duì)擴(kuò)容的資源重新進(jìn)行負(fù)載平衡和流量分發(fā);當(dāng)發(fā)現(xiàn)有空閑資源 或低效率資源時(shí)，進(jìn)行資源回收，對(duì)回收后的資源重新進(jìn)行負(fù)載平衡。
[0029]進(jìn)一步的，當(dāng)資源需求增加時(shí)，先在已有集群內(nèi)開啟新的服務(wù)器，當(dāng)已有集群的剩 余資源無(wú)法滿足新到達(dá)應(yīng)用的資源需求時(shí)，開啟新的集群進(jìn)行服務(wù)。
[0030]本發(fā)明提出的負(fù)載平衡方法如下：
[0031] 1)當(dāng)無(wú)資源彈性擴(kuò)容和資源回收時(shí)，有新任務(wù)到達(dá)時(shí)，將應(yīng)用負(fù)載分配給如下的 服務(wù)器：
[0032]
[0033]其中，Umax,s表示服務(wù)器s最大能夠提供的資源;U_,S表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù) 器s資源;Ureq表示新到應(yīng)用的資源請(qǐng)求。
[0034] 2)當(dāng)有資源彈性擴(kuò)容時(shí)，將服務(wù)器Y上的部分負(fù)載迀移到新服務(wù)器上
[0035]
[0036]其中，Umax,s表示服務(wù)器s最大能夠提供的資源;U_,S表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù) 器S資源;Ureq表示新到應(yīng)用的資源請(qǐng)求。迀移的資源為Uadd = U_,Y-Umax,Y+Ureq。
[0037] 3)當(dāng)有資源回收時(shí)，將服務(wù)器si上的部分負(fù)載迀移到服務(wù)器82上
[0038]
[0039]
[0040]其中，Umax,s表示服務(wù)器s最大能夠提供的資源;U_,S表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù) 器S資源。迀移的資源為，
[0041]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這 些僅是舉例說(shuō)明，可以對(duì)本實(shí)施方式作出多種變更或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)， 本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種根據(jù)應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行彈性擴(kuò)容和流量分發(fā)擴(kuò)展的云負(fù)載平衡手段，其特征在于： 所述系統(tǒng)包括兩級(jí)負(fù)載平衡模塊:集群負(fù)載平衡模塊和服務(wù)節(jié)點(diǎn)平衡模塊;其中，集群負(fù)載 平衡模塊負(fù)責(zé)集群之間的負(fù)載平衡，處理潮軟效應(yīng)和高峰負(fù)荷等重應(yīng)用負(fù)載的情況;服務(wù) 節(jié)點(diǎn)平衡模塊負(fù)載集群內(nèi)部各個(gè)服務(wù)器的負(fù)載平衡，處理一般應(yīng)用負(fù)載的情況。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行彈性擴(kuò)容和流量分發(fā)擴(kuò)展的云負(fù)載平衡手 段，其特征在于：當(dāng)有新任務(wù)到達(dá)時(shí)，負(fù)載平衡模塊開始工作；如果當(dāng)前的資源無(wú)法滿足需 求，則進(jìn)行資源彈性擴(kuò)容，對(duì)擴(kuò)容的資源重新進(jìn)行負(fù)載平衡和流量分發(fā);當(dāng)發(fā)現(xiàn)有空閑資源 或低效率資源時(shí)，進(jìn)行資源回收，對(duì)回收后的資源重新進(jìn)行負(fù)載平衡。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的根據(jù)應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行彈性擴(kuò)容和流量分發(fā)擴(kuò)展的云負(fù)載平衡手 段，其特征在于：當(dāng)資源需求增加時(shí)，先在已有集群內(nèi)開啟新的服務(wù)器，當(dāng)已有的集群的剩 余資源都無(wú)法滿足新到達(dá)應(yīng)用的資源需求時(shí)，開啟新的集群進(jìn)行服務(wù)。4. 一種負(fù)載平衡方法，其特征在于： 1) 當(dāng)無(wú)資源彈性擴(kuò)容和資源回收時(shí)，有新任務(wù)到達(dá)時(shí)，將應(yīng)用負(fù)載分配給如下的服務(wù) 器： S =rmn{U -U -U }，U -U -U >0 巧 nuM maM naw^ nq 其中，表示服務(wù)器S最大能夠提供的資源；表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù)器S資 源；表示新到應(yīng)用的資源請(qǐng)求。 2) 當(dāng)有資源彈性擴(kuò)容時(shí)，將服務(wù)器上的部分負(fù)載遷移到新服務(wù)器上 5' = max(t/ -U +U ),U -U >0 V IMM "9/7 腳*4 n?M 其中，表示服務(wù)器S最大能夠提供的資源；表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù)器S資 源；表示新到應(yīng)用的資源請(qǐng)求。遷移的資源為。 3) 當(dāng)有資源回收時(shí)，將服務(wù)器SI上的部分負(fù)載遷移到服務(wù)器S2上 s=max(U -U ),U -U >0 s;=酷 ,….> 0 其中，^^表示服務(wù)器3最大能夠提供的資源；^/__表示當(dāng)前任務(wù)已占用的服務(wù)器3資 源。遷移的資源為：U = 。
【專利摘要】本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種根據(jù)應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行彈性擴(kuò)容和流量分發(fā)擴(kuò)展的云負(fù)載平衡手段及方法，該系統(tǒng)包括兩級(jí)負(fù)載平衡模塊：集群負(fù)載平衡模塊和服務(wù)節(jié)點(diǎn)平衡模塊；其中，集群負(fù)載平衡模塊負(fù)責(zé)集群之間的負(fù)載平衡，處理潮汐效應(yīng)和高峰負(fù)荷等重應(yīng)用負(fù)載的情況；服務(wù)節(jié)點(diǎn)平衡模塊負(fù)載集群內(nèi)部各個(gè)服務(wù)器的負(fù)載平衡，處理一般應(yīng)用負(fù)載的情況。本發(fā)明能夠同時(shí)處理一般情況和高負(fù)荷的情景，有效的實(shí)現(xiàn)負(fù)載遷移，提高資源的利用率，減少資源消耗。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號(hào)】CN105516325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510944462
【發(fā)明人】高靜, 李超, 楊東東
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日