云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡器有軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)兩種?，F(xiàn)有的硬件實(shí)現(xiàn)方法采用定制 硬件及軟件，效率較高，但成本也較高，可擴(kuò)展性差?，F(xiàn)有的軟件實(shí)現(xiàn)目前主要分為4層負(fù) 載均衡和7層負(fù)載均衡，4層負(fù)載均衡有效率高，通用性高等特點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)景比較廣，開源軟 件LVS就是4層負(fù)載均衡器的典型代表。
[0003] 目前云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡方法有很多局限性。例 如，有些方法效率比較低(如NAT轉(zhuǎn)發(fā))，有些方法在云計(jì)算環(huán)境不好操作(如直接轉(zhuǎn)發(fā)模式， 需要在終端客戶機(jī)里修改配置)。由于4層負(fù)載均衡的適用性廣(也可適用于7層負(fù)載)，因 此，目前亟需一種適用于4層負(fù)載均衡的云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡方法及系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡方法及系統(tǒng)，能夠?qū)⑽挥谕?機(jī)房的多臺(tái)后端服務(wù)器虛擬成一個(gè)高性能、高可用的應(yīng)用服務(wù)池，為用戶提供高可靠、可擴(kuò) 展的應(yīng)用架構(gòu)。
[0005] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡方法及系統(tǒng)，包括：
[0006] 云系統(tǒng)控制器獲取申請(qǐng)負(fù)載均衡器的請(qǐng)求，為申請(qǐng)負(fù)載均衡器的請(qǐng)求分配對(duì)應(yīng)的 虛擬IP，并獲取對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡器；
[0007] 云系統(tǒng)負(fù)載均衡器管理器從獲取到的對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡器中選擇出工作 負(fù)載均衡器，根據(jù)所述申請(qǐng)負(fù)載均衡器的請(qǐng)求和對(duì)應(yīng)的虛擬IP為選擇的工作負(fù)載均衡器 配置對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器，并將配置結(jié)果發(fā)送至工作負(fù)載均衡器；
[0008] 工作負(fù)載均衡器從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器獲取的外部網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包，根據(jù)接收到配 置結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)包加標(biāo)記和第一目標(biāo)地址，所述第一目標(biāo)地址為負(fù)載均衡器的地址，修改數(shù) 據(jù)包的目的地址為對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器地址，包括IP地址及MAC地址，根據(jù)修改 后的目的地址將數(shù)據(jù)包發(fā)送至對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器；
[0009] 同一宿主機(jī)上的負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)模塊截獲發(fā)送給該宿主機(jī)上的后端服務(wù)器的 加標(biāo)記和第一目標(biāo)地址后的數(shù)據(jù)包，根據(jù)源IP地址/源端口 /目的地址/目的端口 /協(xié)議 生成一條記錄，并在所述記錄中附加所述第一目標(biāo)地址后，去除所述數(shù)據(jù)包的標(biāo)記和第一 目標(biāo)地址，并將去除所述加標(biāo)記和第一目標(biāo)地址后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至該宿主機(jī)上的后端服務(wù) 器；
[0010] 同一宿主機(jī)上的后端服務(wù)器將數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理生成處理結(jié)果數(shù)據(jù)包，將處理結(jié)果 數(shù)據(jù)包發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器；
[0011] 同一宿主機(jī)上的負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)模塊截獲發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的所有數(shù)據(jù) 包，根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的IP/目的端口 /協(xié)議在記錄中查找，如果有匹配記錄則將源地址替換 為所述第一目標(biāo)地址，并將處理結(jié)果數(shù)據(jù)包發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器。
[0012] 進(jìn)一步的，在上述方法中，所述配置結(jié)果包括虛擬IP、工作負(fù)載均衡器調(diào)度后端服 務(wù)器的策略、端口映射、會(huì)話保持。
[0013] 進(jìn)一步的，在上述方法中，所述云系統(tǒng)控制器獲取對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡器的 步驟中獲取到的對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡器包括：
[0014] 主負(fù)載均衡器和備用負(fù)載均衡器。
[0015] 進(jìn)一步的，在上述方法中，云系統(tǒng)負(fù)載均衡器管理器從獲取到的對(duì)應(yīng)于虛擬IP的 負(fù)載均衡器中選擇出工作負(fù)載均衡器的步驟中，
[0016] 當(dāng)主負(fù)載均衡器正常工作時(shí)，將主負(fù)載均衡器作為工作負(fù)載均衡器；
[0017] 當(dāng)主負(fù)載均衡器故障時(shí)，將備用負(fù)載均衡器作為工作負(fù)載均衡器。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一面，提供一種云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡系統(tǒng)，包括：
[0019] 云系統(tǒng)控制器，用于獲取申請(qǐng)負(fù)載均衡器的請(qǐng)求，為申請(qǐng)負(fù)載均衡器的請(qǐng)求分配 對(duì)應(yīng)的虛擬IP，并獲取對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡器；
[0020] 云系統(tǒng)負(fù)載均衡器管理器，用于從獲取到的對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡器中選擇 出工作負(fù)載均衡器，根據(jù)所述申請(qǐng)負(fù)載均衡器的請(qǐng)求和對(duì)應(yīng)的虛擬IP為選擇的工作負(fù)載 均衡器配置對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器，并將配置結(jié)果發(fā)送至工作負(fù)載均衡器；
[0021] 工作負(fù)載均衡器，用于從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器獲取的外部網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包，根據(jù)接 收到配置結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)包加標(biāo)記和第一目標(biāo)地址，所述第一目標(biāo)地址為負(fù)載均衡器的地址， 修改數(shù)據(jù)包的目的地址為對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器地址，包括IP地址及MAC地址，根 據(jù)修改后的目的地址將數(shù)據(jù)包發(fā)送至對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器；
[0022] 與所述后端服務(wù)器在同一宿主機(jī)上的負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于截獲發(fā)送給該 宿主機(jī)上的后端服務(wù)器的加標(biāo)記和第一目標(biāo)地址后的數(shù)據(jù)包，根據(jù)源IP地址/源端口 /目 的地址/目的端口 /協(xié)議生成一條記錄，并在所述記錄中附加所述第一目標(biāo)地址后，去除所 述數(shù)據(jù)包的標(biāo)記和第一目標(biāo)地址，并將去除所述加標(biāo)記和第一目標(biāo)地址后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至 該宿主機(jī)上的后端服務(wù)器，及從后端服務(wù)器截獲發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的所有數(shù)據(jù)包，根 據(jù)數(shù)據(jù)包的目的IP/目的端口 /協(xié)議在記錄中查找，如果有匹配記錄則將源地址替換為所 述第一目標(biāo)地址，并將處理結(jié)果數(shù)據(jù)包發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器；
[0023] 后端服務(wù)器，用于將數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理生成處理結(jié)果數(shù)據(jù)包，將處理結(jié)果數(shù)據(jù)包發(fā) 送至網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器。
[0024] 進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述配置結(jié)果包括虛擬IP、工作負(fù)載均衡器調(diào)度后端服 務(wù)器的策略、端口映射、會(huì)話保持。
[0025] 進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述云系統(tǒng)控制器獲取到的對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡 器包括主負(fù)載均衡器和備用負(fù)載均衡器。
[0026] 進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述云系統(tǒng)負(fù)載均衡器管理器，用于當(dāng)主負(fù)載均衡器正 常工作時(shí)，將主負(fù)載均衡器作為工作負(fù)載均衡器；當(dāng)主負(fù)載均衡器故障時(shí)，將備用負(fù)載均衡 器作為工作負(fù)載均衡器。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)為申請(qǐng)工作負(fù)載均衡器的請(qǐng)求分配對(duì)應(yīng)的虛擬IP， 將位于同一機(jī)房的多臺(tái)后端服務(wù)器虛擬成一個(gè)高性能、高可用的應(yīng)用服務(wù)池，再根據(jù)配置 結(jié)果，將從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器獲取的外部網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分發(fā)到應(yīng)用服務(wù)池中，為用戶提供高可靠、 可擴(kuò)展的應(yīng)用架構(gòu)，本發(fā)明可基于廉價(jià)通用硬件平臺(tái)如X86PC SERVER，具備效率高、適用性 廣和成本低等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡方法的流程圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡系統(tǒng)的模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，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。
[0031] 實(shí)施例一
[0032] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種云計(jì)算環(huán)境中負(fù)載均衡方法，包括：
[0033] 步驟S1，云系統(tǒng)控制器（CC)獲取申請(qǐng)負(fù)載均衡器（LD)的請(qǐng)求，為申請(qǐng)負(fù)載均衡器 的請(qǐng)求分配對(duì)應(yīng)的虛擬IP (VIP)，并獲取對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù)載均衡器；
[0034] 步驟S2,云系統(tǒng)負(fù)載均衡器管理器（ELB SERVER)從獲取到的對(duì)應(yīng)于虛擬IP的負(fù) 載均衡器中選擇出工作負(fù)載均衡器，根據(jù)所述申請(qǐng)負(fù)載均衡器的請(qǐng)求和對(duì)應(yīng)的虛擬IP為 選擇的工作負(fù)載均衡器配置對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器（RS)，并將配置結(jié)果發(fā)送至工作 負(fù)載均衡器；具體的，本步驟中ELB SERVER向LD發(fā)請(qǐng)求配置LD，另外，ELB SERVER CC請(qǐng)求 修改配置后向LD Agent發(fā)送配置結(jié)果，及ELB-SERVER接收CC請(qǐng)求刪除配置后向LD發(fā)送 請(qǐng)求刪除配置結(jié)果的過(guò)程與本步驟類似；
[0035] 步驟S3,工作負(fù)載均衡器從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器（NAT)獲取的外部網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的數(shù)據(jù) 包，根據(jù)接收到配置結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)包加標(biāo)記（mark symbol)和第一目標(biāo)地址，所述第一目標(biāo)地 址為負(fù)載均衡器的地址，修改數(shù)據(jù)包的目的地址為對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)上的后端服務(wù)器地址，包 括IP地址及MAC地址(這是區(qū)別于傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)發(fā)模式的地方)，根據(jù)修改后的目的地址將 數(shù)據(jù)包發(fā)送至對(duì)應(yīng)的宿主機(jī)（XENH0ST)上的后端服務(wù)器；
[0036] 步驟S4,同一宿主機(jī)上的負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)模塊（SLNAT)截獲發(fā)送給該宿主機(jī)上 的后端服務(wù)器的加標(biāo)記和第一目標(biāo)地址后的數(shù)據(jù)包，根據(jù)源IP地址/源端口 /目的地址/ 目的端口 /協(xié)議生成一條記錄，并在所述記錄