[发明专利]多协议栈负载均衡方法及装置

说明书

本发明公开了多协议栈负载均衡方法和装置，包括：响应应用的请求创建第一套接字并部署在所有的协议栈上；接收请求连接的数据包；判断该请求连接的数据包的协议类型，如果协议类型是TCP协议，则创建第二套接字以建立会话连接；根据每个协议栈的负载情况，为该第二套接字选择一个协议栈，在该第二套接字的数据包通过网卡的默认分流规则不能分流到选择的协议栈所绑定的RSS网卡收队列上时，根据该网卡的分流策略在网卡上创建匹配流表，并在接收到数据包后，把接收的该第二套接字的数据包分流到该RSS网卡收队列上；完成该第二套接字与该选择的协议栈间的数据包分发。通过上述方式，本发明能够在多协议栈环境下，通过对协议栈和应用的负载感知，与RSS网卡收、发队列、流表匹配结合，实现协议栈的负载均衡，减少CPU的数据分发开销。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种多协议栈负载均衡方法及装置。

背景技术

云计算的快速发展，使得计算的工作越来越集中在数据中心完成，而终端更多的是利用网络快速的将请求的任务发送到数据中心，所以终端对计算能力的需求在降低，而对网络能力的需求在增加。而协议栈作为应用和物理网络之间的桥梁却没有得到快速发展，已经逐渐成为了两者之间的瓶颈。多个协议栈组合处理单个或者多个端口的扩展方式已经成为必然。此时，要采用分流算法将属于相同连接的数据包转发给不同的协议栈，由于所有协议栈共用一个分发模块，不算是真正的并行处理，容易在分发模块处出现性能瓶颈。

现在商用10G网卡大部分具备有RSS（Receive Side Scaling，接收方扩展）等分流功能，通过对接收的网络数据包基于三元组/五元组进行哈希（hash），完成硬件分流的任务，将属于同一个连接的数据包发给网卡的同一个RSS网卡收队列，即发给同一个协议栈实例来处理。如图1所示，每个网卡接口100有多个协议栈，如协议栈0，协议栈1、协议栈2、协议栈3，每个协议栈绑定至少1个RSS网卡收、发队列，RSS网卡收队列由对应的协议栈处理。例如，通常通过防火墙网关发出的数据包具有相同的IP（Internet Protocol，网络协议），如果网卡的RSS分流只是基于源、目的IP以及协议三元组来进行哈希（hash）分流的话，这些通过同一个网关的数据包很可能分配到了同一个RSS网卡收队列，导致和该队列相连的协议栈可能存在过载的情况。因此，基于数据包的三元组/五元组进行简单hash分流，存在不能通过感知协议栈的真实负载情况进行灵活的负载均衡分发的缺点。

发明内容

本发明实施方式提供一种多协议栈负载均衡方法及装置，能够在多协议栈环境下，通过对协议栈以及应用的负载感知，与RSS网卡收/发队列、流表匹配相结合，实现协议栈的负载均衡，减少了CPU的数据分发开销。

第一方面提供一种多协议栈负载均衡方法，该方法包括：响应应用的请求创建第一套接字并部署在所有的协议栈上；接收请求连接的数据包；判断请求连接的数据包的协议类型，如果协议类型是传输控制协议，则：创建第二套接字以建立会话连接；根据每个协议栈的负载情况，为第二套接字选择一个协议栈；在第二套接字的数据包通过网卡的默认分流规则不能把数据包分流到选择的协议栈所绑定的接收方扩展RSS网卡收队列上时，根据网卡的分流策略在网卡上创建匹配流表，并在接收到数据包后，把接收的第二套接字的数据包分流到RSS网卡收队列上；进行第二套接字与选择的协议栈间的数据包分发。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，还包括：会话结束后，释放第二套接字，并删除网卡上创建的匹配流表。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，如果协议类型是用户数据报协议，则：由收到请求连接的数据包的协议栈进行协议处理。