[发明专利]一种面向软件定义网络的服务器负载均衡方法

说明书

本发明公开了一种面向软件定义网络的服务器负载均衡方法，面向软件定义网络(Software Defined Network，缩写为SDN)环境中，使用模块化思想实现的服务器负载均衡方法，依次包括以下步骤：端口检测模块定期统计出各服务器连接的SDN交换机端口实时流量，计算出流量速率和下一个测试时间点的端口预测流速；端口流速分析模块分析从端口检测模块得到的各端口流量速率，判断是否需要进行负载均衡；负载均衡模块对服务器集群进行负载均衡，SDN控制器下发流表将新的业务流量分配给指定的服务器。本发明将实时流速和预测流速综合考虑并结合了SDN控制与转发相分离的架构优势，具有较好的负载均衡能力和效率。

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，具体涉及一种面向软件定义网络的服务器负载均衡方法。

背景技术

传统的TCP/IP网络结构体系中，网络设备逻辑控制和数据转发紧耦合，缺乏灵活性，随着网络规模急速扩大而暴露出种种问题和挑战。人们只有通过不断增加新的网络协议或将各种复杂功能添加到交换机和路由器等基层网络设备中。这些修补方法额外增加了基层设备的复杂性，增大了网络处理数据的冗余性和网络的管理难度。SDN概念及相关技术的出现正是为了克服以上缺点。

SDN是一种数控分离、网络可编程的新型网络架构。从上至下分为应用层、控制层、转发层。应用层主要向用户提供各种服务；控制层主要由若干个SDN控制器组成，用来负责处理采集到的数据资源，维护网络拓扑、信息状态等；转发层主要负责基于流表的数据处理，转发和状态收集。在这种分离架构中，技术人员可以通过编程的方式利用控制层的SDN控制器高效、灵活地制定符合业务需求的转发策略或测试新的网络协议。

负载均衡主要是指网络中将大量数据流以并发或单独访问的方式分配给多台节点设备，使其同时处理信息。这样大大缩减了用户的等待相应时间，从而提高了系统的处理能力。其本质就是通过对数据包数据进行动态地统计和实时地分析，根据分析结果把数据流合理地分配到多台节点设备上。负载均衡加强了网络中数据的处理能力，提高了服务器集群的性能。

z分数也叫标准分数，运算过程是一个数与平均数的差再除以标准差。z分数能够反应出一个给定分数距离平均数具有多少个标准差，以标准差为单位来表示一个分数在团体中的相对位置量数。

时间序列预测法是一种考虑变量随时间发展变化规律并用该变量以往的统计资料建立数学模型作外推的预测方法。

一次指数平滑法是时间序列预测法的一种，统计学中用作中短期经济发展趋势的预测，在网络通信领域可以对网络中的流量进行短期预测。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种面向软件定义网络的服务器负载均衡方法，通过对连接服务器集群的交换机各端口流速信息进行判断，计算出流量分配的指定端口，从而达到对服务器集群实现负载均衡的目的，通过本发明可以实现高效的端口流速检测和预测以及对服务器集群的分流。

技术方案：本发明的一种面向软件定义网络的服务器负载均衡方法，依次包括以下步骤：

(1)端口检测模块定期统计出各服务器连接的SDN交换机端口实时流量，计算出流量速率和下一个测试时间点的端口预测流速；

(2)端口流速分析模块分析从端口检测模块得到的各端口流量速率，判断是否需要进行负载调度；

(3)负载均衡模块负责新用户的访问请求以及对流速失衡服务器集群的负载调度，SDN控制器添加流表与指定的服务器建立新的会话或修改流表将原有的会话调配给指定的服务器。

进一步的，所述步骤(1)的具体方法为：