负荷均衡的方法及装置与流程

本发明涉及负载均衡技术，尤其涉及一种负荷均衡的方法及装置。

背景技术：

移动管理单元池(MME Pool，Mobile management Entity Pool)特性是指由多个MME同时为相同的无线区域服务，MME Pool服务的区域也称为MME Pool区(MME Pool Area)，MME Pool区内的MME与MME Pool区内所有演进性基站(eNodeB)互联，MME Pool区内MME之间实现资源共享、业务负荷分担，用户设备(UE，User Equipment)接入哪个MME与eNodeB的负荷均衡策略有关。

MME Pool区内设备的负荷均衡通常是MME通过信令消息，将MME的负荷权重(Relative MME Capacity)下发给MME Pool区内eNodeB，eNodeB根据各MME的负荷权重为UE从MME Pool区内选择一个服务的MME；然而，由于用户分布不同、覆盖地域不同等因素，还是会出现用户和设备负荷不均衡的情况。

另外，在通用无线分组业务(GPRS，General Packet Radio Service)/长期演进(LTE，Long Term Evolution)网络中，特别是在MME/服务GPRS支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)混合Pool组网场景中，由于SGSN设备没有融合改造不支持4G用户，支持4G的UE只会被分配到支持2G/3G/4G融合的MME设备上，纯2G/3G用户才会按照分发比例或权重附着在SGSN上，随着时间推移和4G用户的快速发展和用户数量累积，就会出现MME/SGSN混合Pool区内MME的设备负荷远远高于SGSN，造成用户和设备负荷不均衡。

现有的负荷均衡技术，仅通过维护人员对设备负荷、用户数等指标进行分 析的基础上，反复调整设备的用户分发比例或负荷权重，或通过手动命令迁移用户来应对负荷不均衡的问题，存在负荷均衡的准确性和效率都很低的缺陷；同时，由于设备的负荷权重只是系统设定的固定因子，无法实时反映MME和/或SGSN等设备的可用容量，且现有技术只能对UE进入MME Pool区或MME/SGSN混合Pool区做识别，而无法感知UE离开MME Pool区或MME/SGSN混合Pool区，不能实时的对MME登记的具体用户数作监测，也无法实时感知设备的运行状态和承载能力，从而进一步降低了负荷均衡的准确性和实施效率；如此，会影响用户体验。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种负荷均衡的方法及装置，能实现根据设备的当前可用容量及负荷进行负荷均衡，提高了负荷均衡的准确性和实施效率，改善了用户体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种负荷均衡的方法，包括：

分别获取各设备的负荷评估参数的测量值；

根据所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发条件满足时，将第一设备上的部分用户迁移至第二设备上；

其中，所述第一设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的负荷评估参数的测量值中最大值，所述第二设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的负荷评估参数的测量值中最小值。

在上述实施例中，所述负荷评估参数包括以下任一种：用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、许可(license)容量利用率。

在上述实施例中，所述负荷均衡触发条件包括：所述第一设备的负荷评估参数的测量值与所述各设备的负荷评估参数的均值的差值大于预设的第一负荷均衡差异门限；

相应的，所述根据所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发 条件满足之前还包括：根据所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的均值。

在上述实施例中，所述负荷均衡触发条件包括：所述各设备的负荷评估参数的标准差大于预设的第二负荷均衡差异门限；

相应的，所述根据所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发条件满足之前还包括：根据所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的标准差。

本发明实施例提供一种负荷均衡的装置，包括：

获取模块，用于分别获取各设备的负荷评估参数的测量值；

确定模块，用于根据所述获取模块获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发条件是否满足；

迁移模块，用于所述确定模块根据所述获取模块获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发条件满足时，将第一设备上的部分用户迁移至第二设备上；

其中，所述第一设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的负荷评估参数的测量值中最大值，所述第二设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的负荷评估参数的测量值中最小值。

在上述实施例中，所述负荷评估参数包括以下任一种：用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率。

在上述实施例中，所述负荷均衡触发条件包括：所述第一设备的负荷评估参数的测量值与所述各设备的负荷评估参数的均值的差值大于预设的第一负荷均衡差异门限；

所述确定模块，具体用于根据所述获取模块获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述第一设备的负荷评估参数的测量值与所述各设备的负荷评估参数的均值的差值是否大于预设的第一负荷均衡差异门限；

所述确定模块，还用于根据所述获取模块获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的均值。

在上述实施例中，所述负荷均衡触发条件包括：所述各设备的负荷评估参数的标准差大于预设的第二负荷均衡差异门限；

所述确定模块，具体用于根据所述获取模块获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的标准差是否大于预设的第二负荷均衡差异门限；

所述确定模块，还用于根据所述获取模块获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的标准差。

本发明实施例提供的负荷均衡的方法及装置，以实时获取到的各设备的负荷评估参数的测量值作为衡量各设备的负荷是否均衡的依据，在确定负荷均衡触发条件满足时触发负荷均衡；如此，能不只依赖通过信令消息下发固定因子作为UE接入标准，实现了根据各设备的当前可用容量及负荷对设备负荷进行动态调整，提高了负荷均衡的准确性和实施效率，进而可改善用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的负荷均衡的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的负荷均衡的装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本发明实施例提供的负荷均衡的方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101、分别获取各设备的负荷评估参数的测量值；

本发明实施例提供的负荷均衡的方法可以应用于MME Pool网络，也可以应用于GPRS/LTE网络，例如SGSN/MME混合Pool组网场景；所述各设备可以为MME和/或SGSN等；本发明实施例的执行主体可以为负荷均衡的装置。

所述负荷评估参数用以反映设备当前负荷；可选的，所述负荷评估参数可 以为以下任一种：用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率；需要说明的是，所述负荷评估参数，包括但不局限于上述提到的用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率等，还可以包括其他可以供用户参考评估设备当前实际负荷的指标。

在本发明实施例中，可以对各设备的用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率等负荷评估参数进行周期性检测，其中，检测周期T1可以根据网络实际业务量及维护需求进行设置，本发明实施例通过按需设置检测周期T1，可以准实时的监控MME Pool区内各设备的当前可用容量及当前负荷；需要说明的是，也可以根据实际运维需求对各设备的负荷评估参数进行按需的、不定期检测。

步骤102、根据所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发条件满足时，将第一设备上的部分用户迁移至第二设备上；

其中，所述第一设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的负荷评估参数的测量值中最大值，所述第二设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的负荷评估参数的测量值中最小值；

在本发明实施例中，对各设备的用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率等负荷评估参数进行检测以获取各设备的负荷评估参数的测量值；根据各设备的负荷评估参数的测量值判断预设的负荷均衡触发条件是否满足，在确定负荷均衡触发条件已经满足时启动负荷均衡，将所有设备中负荷评估参数的测量值中最大值对应的第一设备上的部分或全部用户，迁移到所有设备中负荷评估参数的测量值中最小值对应的第二设备上。

本发明实施例提供的负荷均衡的方法，以实时获取到的各设备的负荷评估参数的测量值作为衡量各设备的负荷是否均衡的依据，在确定负荷均衡触发条件满足时触发负荷均衡；如此，能不只依赖通过信令消息下发固定因子作为UE接入标准，实现了根据各设备的当前可用容量及负荷对设备负荷进行动态调整，提高了负荷均衡的准确性和实施效率，进而可改善用户体验。

在上述实施例的基础上，对从第一设备上迁移到第二设备的迁移用户数如何确定进行说明：

在所述负荷评估参数采用用户数时：

迁移用户数＝min{[(第一设备的负荷评估参数的测量值-负荷评估参数的测量值的均值)，[(负荷评估参数的测量值的均值-第二设备的负荷评估参数的测量值)}；

在所述负荷评估参数采用设备流量、转发速率或CPU利用率时：

迁移用户数＝min{[(第一设备的负荷评估参数的测量值-负荷评估参数的测量值的均值)/负荷评估参数的测量值的均值×[第一设备的用户容量]，[(负荷评估参数的测量值的均值-第二设备的负荷评估参数的测量值)/负荷评估参数的测量值的均值×第二设备的用户容量]}。

这里需要说明的是，若MME Pool内设备均为2G/3G/4G融合的MME，则可以迁移任意2G、3G或4G用户到负荷较低的设备上，若为SGSN/MME混合Pool组网场景，则如果MME的负荷较高而SGSN的负荷低，则可以将在高负荷MME上登记的2G和/或3G用户迁移到低负荷的SGSN上。

在上述实施例的基础上，所述负荷均衡触发条件可以为以下任意一种：

条件1、第一设备的负荷评估参数的测量值与所述各设备的负荷评估参数的均值的差值大于预设的第一负荷均衡差异门限。

在本发明采用所述条件1的实施例中，在获取各设备的负荷评估参数的测量值之后，根据所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的均值，分别计算所述各设备的负荷评估参数的测量值与所述均值的差值；若确定第一设备的负荷评估参数的测量值与均值的差值大于所述预设的第一负荷均衡差异门限，则确定负荷均衡触发条件满足，将所述第一设备上的部分用户迁移至第二设备上，以将高负荷设备的用户迁移至低负荷的设备，从而达到设备负荷的相对均衡；若确定MME Pool区内各设备的负荷评估参数的测量值与所述均值的差值均不大于所述预设的第一负荷均衡差异门限，则确定各设备的实际负荷在系统允许范围内，暂不启动负荷均衡。

这里需要说明的是，所述预设的第一负荷均衡差异门限是与具体的负荷评估参数对应的，不同的负荷评估参数对应着不同的第一负荷均衡差异门限，即对于用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率等负荷评估参数，分别可以设置第一负荷均衡差异门限(用户数门限)、第一负荷均衡差异门限(设备流量门限)、第一负荷均衡差异门限(转发速率门限)、第一负荷均衡差异门限(CPU利用率门限)；所述第一负荷均衡差异门限可以根据网络实际业务量及实际维护需求进行设置。在本发明实施例中，用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率等负荷评估参数的优先级设置可以存在差异，基于设备流量/转发速率/CPU利用率的负荷均衡的优先级高于基于用户数的负荷均衡的优先级。

下面以设备流量为例进行说明，若MME Pool区内各设备的用户数测量值与用户数均值的差值均不大于所述预设的第一负荷均衡差异门限(用户数门限)，但是设备流量测量值与设备流量均值的差值大于所述预设的第一负荷均衡差异门限(设备流量门限)，则根据设备流量的负荷均衡的优先级高于用户数的负荷均衡的优先级的原则，启动基于设备流量的负荷均衡，以达到设备负荷的相对均衡。

条件2、各设备的负荷评估参数的标准差大于预设的第二负荷均衡差异门限。

在本发明采用所述条件2的实施例中，所述各设备的负荷评估参数的标准差可以根据如下公式获得：

其中，所述N为所述各设备的个数，所述i的取值为1到N，所述X_i为设备i的负荷评估参数的测量值，所述为所述各设备的负荷评估参数的测量值的均值；所述各设备的负荷评估参数的标准差越趋近于0，表示各设备之间的负荷越均衡；当所述各设备的负荷评估参数的标准差为0时，表示各设备之间 的负荷完全均衡；所述各设备的负荷评估参数的标准差越大表示所述各设备的负荷越离散，各设备之间的负荷越不均衡。

在本发明实施例中，在获取各设备的负荷评估参数的测量值之后，根据所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的标准差，将所述各设备的负荷评估参数的标准差与预设的第二负荷均衡差异门限进行比较，若确定所述各设备的负荷评估参数的标准差大于预设的第二负荷均衡差异门限，则确定负荷均衡触发条件满足，将负荷评估参数的测量值最大的设备(即第一设备)上部分或全部用户迁移至负荷评估参数的测量值最小的设备(即第二设备)上，以将高负荷设备的用户迁移至低负荷的设备，达到设备负荷的相对均衡。

需要注意的是，所述预设的第二负荷均衡差异门限是与具体的负荷评估参数对应的，不同的负荷评估参数对应着不同的第二负荷均衡差异门限，即对于用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率等负荷评估参数，分别可以设置第二负荷均衡差异门限(用户数门限)、第二负荷均衡差异门限(设备流量门限)、第二负荷均衡差异门限(转发速率门限)、第二负荷均衡差异门限(CPU利用率门限)；所述第二负荷均衡差异门限可以根据网络实际业务量及实际维护需求进行设置。

图2为本发明实施例提供的负荷均衡的装置的结构图，如图2所示，所述装置包括：

获取模块201，用于分别获取各设备的负荷评估参数的测量值；

确定模块202，用于根据所述获取模块201获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发条件是否满足；

迁移模块203，用于所述确定模块202根据所述获取模块201获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值确定负荷均衡触发条件满足时，将第一设备上的部分用户迁移至第二设备上；

其中，所述第一设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的负荷评估参数的测量值中最大值，所述第二设备的负荷评估参数的测量值为所述各设备的 负荷评估参数的测量值中最小值。

本发明实施例提供的负荷均衡的方法，以实时获取到的各设备的负荷评估参数的测量值作为衡量各设备的负荷是否均衡的依据，在确定负荷均衡触发条件满足时触发负荷均衡；如此，能不只依赖通过信令消息下发固定因子作为UE接入标准，实现了根据各设备的当前可用容量及负荷对设备负荷进行动态调整，提高了负荷均衡的准确性和实施效率，进而可改善用户体验。

在上述实施例的基础上，所述负荷评估参数包括以下任一种：用户数、设备流量、转发速率、CPU利用率、设备容量利用率、license容量利用率。

在上述实施例的基础上，所述负荷均衡触发条件包括：所述第一设备的负荷评估参数的测量值与所述各设备的负荷评估参数的均值的差值大于预设的第一负荷均衡差异门限；

所述确定模块202，具体用于根据所述获取模块201获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述第一设备的负荷评估参数的测量值与所述各设备的负荷评估参数的均值的差值是否大于预设的第一负荷均衡差异门限；

所述确定模块202，还用于根据所述获取模块201获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的均值。

在上述实施例的基础上，所述负荷均衡触发条件包括：所述各设备的负荷评估参数的标准差大于预设的第二负荷均衡差异门限；

所述确定模块202，具体用于根据所述获取模块201获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的标准差是否大于预设的第二负荷均衡差异门限；

所述确定模块202，还用于根据所述获取模块201获取的所述各设备的负荷评估参数的测量值，确定所述各设备的负荷评估参数的标准差。

在实际应用中，所述获取模块201、确定模块202、迁移模块203，均可由位于负荷均衡的装置的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计 算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。