[发明专利]一种基于负载均衡模式异步代理的分布式系统

说明书

本发明公开了一种基于负载均衡模式异步代理的分布式系统，包括网络监控模块、拓扑发现模块及负载均衡决策模块，网络监控模块监控网络中数据包的源地址，拓扑发现模块用于搜寻从源地址到目的地址的所有路径并组成拓扑，负载均衡决策模块选择拓扑中所有可达路径并下发到交换机，交换机通过openFlow代理以组表的形式记录所有路径信息；交换机中设置流量路径检测模块，用于实时判断当前数据包是否触发了一个新的流量路径，然后根据流量检测结果选择流量低于预设值的路径进行发包；本发明的优点在于：对划分不同流量路径的阈值进行设置，准确划分流量路径，并且选择流量低于预设值的路径进行发包，实现自适应负载均衡。

技术领域

本发明涉及负载均衡技术领域，更具体涉及一种基于负载均衡模式异步代理的分布式系统。

背景技术

随着大数据和云计算等技术的发展，数据中心网络必须提供高对等分的网络架构才能够支撑越来越多的网络应用，基于多根对称拓扑的负载均衡方案己经被各大互联网公司采用，然而，即使是在高度对称的网络拓扑中，一旦出现了非对称拓扑，很多负载均衡模式都会失效，甚至会导致更加严重的网络拥塞。随机分组散布(Random Packet Scatter)也存在相同的问题，它也无法处理非对称拓扑的情况。由于缺乏感知能力，这些负载均衡模式将会导致更加严重的网络拥塞。

流量路径是指同一个流中时间间隔小于一个预设定阈值的所有数据包的集合。流量路径切换的转发逻辑保证同一个流量路径中的数据包所走的路径是相同的，不同流量路径中的数据包所走的路径是随机并且独立的。在网络拥塞的链路上，流量路径的大小往往更小一些。反之，流量路径的大小往往越大。基于流量路径切换的负载均衡模式借助于流量路径的特性，隐式的获取链路的拥塞信息，并以此来间接调节流的转发路径，因此无论在对称拓扑还是非对称拓扑中，都能够实现自适应的负载均衡。但是，达到这种自适应负载均衡效果的前提是区分不同流的阈值必须正确的设置。阈值设置的太小会导致包的失序，降低UDP(用户数据包协议)的性能；阈值设置的过大，流产生的机会大大降低，网络收敛的速度将会变得非常的慢，从而失去了负载均衡的意义。流量路径切换具有实现自适应负载均衡的能力，对于划分不同流量路径的阈值怎么设置，才能实现负载均衡却没有给出理论的分析。因此，阈值如何设置，关系到能否实现理想的负载均衡，这是基于流量路径切换实现自适应负载均衡还需解决的问题。

中国专利授权公告号CN108540206B，公开了一种基于流量预测的三层卫星网络负载均衡路由方法，属于卫星网络路由策略技术领域，该方法采用虚拟拓扑策略，考虑业务分类、星间距离、当前卫星节点活跃度以及下一时间段内的流量预测值，在路由计算时分为两步考虑：第一步为时间片切换重路由，即在时间片切换时以距离为权值计算最短路径；第二步为时间片路由，即在时间片内以流量预测值为权值计算最短路径。该发明的方法面向卫星节点，引导流量向低流量、低活跃度的卫星节点转移，实现流量的负载均衡，提高整网的吞吐量，降低整网的平均传输时延。其虽然基于最短路径计算的方式进行流量路径切换，但是由于对于划分不同流量路径的阈值没有给出分析，所以最短路径的计算可能存在错误，从而难以实现自适应负载均衡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术负载均衡系统由于没有对划分不同流量路径的阈值进行设置，导致流量路径划分不准确，从而难以实现自适应负载均衡。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于负载均衡模式异步代理的分布式系统，包括网络监控模块、拓扑发现模块及负载均衡决策模块，所述网络监控模块监控网络中数据包的源地址，所述拓扑发现模块用于搜寻从源地址到目的地址的所有路径并组成拓扑，负载均衡决策模块选择拓扑中所有可达路径并下发到交换机，所述交换机通过openFlow代理以组表的形式记录所有路径信息，哈希表存储组表中每条路径信息的键值，哈希表中的键值与组表中路径信息的位置对应，根据键值搜寻对应的路径信息；交换机中设置流量路径检测模块，用于实时判断当前数据包是否触发了一个新的流量路径，如果当前数据包的到达交换节点的时间与该包所属流的最后一个数据包的到达时间的差值大于交换机中设定的阈值，则触发了一个新的流量路径，然后根据流量检测结果选择流量低于预设值的路径进行发包。