[发明专利]网络服务器之间的负载平衡

说明书

技术领域

本发明涉及在网络服务器之间实现负载平衡的方法和设备。此类网络服务器可以是连接到内部IPv6网络的web服务器，内部网络又连接到外部IPv4或IPv6网络。

背景技术

负载平衡是用于在执行相同或类似功能的网络服务器之间有效分布业务以便无单独服务器负担过重并且在业务活动突然波动的情况下网络性能能够应付的技术。负载平衡可例如用于处理对特定网站的HTTP请求。如果只有一个web服务器响应对该网站的所有进入的HTTP请求，则一旦该网站变得受欢迎，web服务器的容量便可能不能处理大容量的进入业务。网站的页面将加载缓慢，并且一些用户将不得不等待至web服务器有空以便处理其请求。为实现web服务器可伸缩性，能够添加更多服务器以在服务器的组之间分布负载。服务器的此类组有时称为“服务器群集”。负载平衡能够应用到许多不同类型的服务器（包括应用服务器和数据库服务器）。

当前负载平衡解决方案基于连接到一般是IPv4网络的内部网络的网络服务器。内部网络又连接到某一负载平衡设备，该设备又直接或间接连接到外部网络（同样地，外部网络一般是IPv4网络）。外部网络可以是公共网络，如因特网，或诸如电信服务提供商的骨干网络等私有网络。

负载平衡可在应用层上被运行，其中会话一旦建立便在相同群集服务器得到维护。分组报头的深度分组检查(DPI)由负载平衡设备（或相关联DPI设备）来执行。例如，HTTP请求到达服务器负载平衡器时，在将分组转发到分配的群集服务器之前，使用DPI检查分组，并且改写目的地IP和端口号。

负载平衡的此已知方案的缺点包括：

·       在IPv与IPv6之间没有共同负载平衡系统，即，根据外部网络为IPv4或IPv6，采用不同方案；

·       外部和内部网络均为IPv4的情况下，IPv4到IPv4网络地址转换要求在IP和TCP/UDP端口级别的状态绑定。

负载平衡的备选方案是依赖维护对应于群集的相应服务器的IP地址的集合的域名系统(DNS)服务器。客户端请求来自DNS的IP地址时，例如对于HTTP请求，DNS服务器使用DNS记录中存储的IP地址的集合中的公共IP地址，发送DNS响应。DNS服务器例如在循环的基础上选择群集服务器IP地址之一，并且将此地址返回到客户端。使用选择的IP地址作为目的地地址，客户端将HTTP请求继续发送到服务器网络。

发明内容

本发明的目的是简化在负载平衡服务器IP分组报头的处理，并且具体而言降低用于此类处理的计算开销。本发明还有的目的是提供用于在负载平衡服务器处理进入的分组的方法和设备，并且这最小化了映射和转换数据到分组报头中的需要。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在连接到内部IPv6网络的网络服务器之间执行负载平衡的设备。该设备包括耦合到外部IPv4或IPv6网络以接收跨外部网络发送的分组的第一接口和耦合到所述第一接口的IP分组创建器。此IP分组创建器配置成为在该接口的每个接收的分组选择要分配到该分组的网络服务器或者识别已经分配的网络服务器。IP分组创建器还配置成创建对应IPv6分组以用于通过所述内部网络到选择或识别的网络服务器的传送，包括执行以下任务：

(a)在IPv6分组报头的源IP地址字段中包括该接收的分组的源IP地址， 

(b)在IPv6分组报头的目的地IP地址字段中包括该接收的分组的目的地IP地址字段的至少一部分，以及

(c)将选择或识别的网络服务器的地址包括到IPv6分组报头的目的地IP地址字段中， 

该设备还包括耦合到所述内部IPv6网络的第二接口以用于跨内部网络向相应选择或识别的网络服务器传送创建的IPv6分组。

在外部网络是IPv6网络的情况下，IP分组创建器的任务相对简单。它只需将IPv6目的地地址的某些比特（例如，最低有效16比特）改写成选择或识别的网络服务器的地址。在外部网络是IPv4网络的情况下，虽然某些比特必须插入IPv4报头中以生成IPv6报头，但与例如对于深度分组检查的现有技术要求相比，该过程仍然是计算上高效的。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于在连接到内部IPv6网络的网络服务器之间执行负载平衡的方法。该方法包括接收跨外部IPv4或IPv6网络发送的分组，并且对于每个接收的分组，选择要分配到该分组的网络服务器或者识别已经分配的网络服务器。通过执行以下步骤，创建对应的IPv6分组以用于通过所述内部网络到选择或识别的网络服务器的传送：