大流负载均衡转发方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种大流负载均衡转发方法及装置。
【背景技术】
[0002]在现代数据中心网络中，服务器连接的主流带宽已经趋向1G的速率，随着科技的进步，预计40G的接入速率也会逐渐出现。从网络设备带宽角度出发，TOR交换机和核心交换机的带宽能力也需要提升，如此，从网络带宽利用率角度出发，负载均衡技术的研宄也成为当前的热点。
[0003]传统数据中心中，参与传递的信息称为流，所述流的英文全称“Flow”，根据报文特性以及接口等属性定义一个Flow，传统定义一个Flow的方式有:源Mac地址；目的Mac地址；VLAN ；MPLS标签；五元组(源IP+目的IP+四层头协议号+四层头源port+四层头目的端口)。所述“流”根据其占据链路带宽的比重或占据带宽的大小分为“大流”、“小流”两种。所述大流，其英文全称为“Elephant flow”，占据链路的带宽较大，为一些长时间活跃的TCP报文，它不要求网络延迟，仅对带宽有要求，通常消耗超过80%的带宽。
[0004]随着科技的发展，现代数据中心网络逐渐采用L2 Over L3的部署思路，S卩:采用大三层的网络架构；针对该网络架构，负载均衡技术主要采用ECMP (Equal-Cost MultipathRouting的缩写)技术，所述ECMP的中文译称为:等负荷多路径负载均衡技术，传统的ECMP技术采用hash方式选择路径，该ECMP技术中，由于同一个elephant flow，其报文头中信息相同，故hash选择的路径也自然相同，如此，会导致网路中出现更多的拥塞节点，进一步，同一网络架构中其他的转发路径处于闲置状态，导致网络资源利用率很低。
[0005]通常情况下，ECMP技术一般为基于f1wLet的负载均衡技术，其将相同的flow通过不同路径的传输接收端。基于f1wLet的负载均衡技术在传输flow，尤其是elephantflow时，当多个flow同时满足切换条件时，多个flow同时切换到同传输端口一条路径，如此，会导致被切换到的传输端口出现拥塞，且该种拥塞的产生甚至比不做动态切换影响更大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一在于提供一种大流负载均衡转发方法及装置。
[0007]为实现上述目的之一，本发明一实施方式的大流负载均衡转发方法，所述方法包括:
每个统计周期开始后，均依次判断当前的flow是否需要切换到交换机的其它的传输端口 ；
若是，查找符合切换条件的所述输出端口 ；
所述flow切换到符合切换条件的输出端口后，即时锁定符合切换条件的所述输出端口，停止其选举权利；
并在至少一个统计周期后对所述输出端口进行解锁，恢复其选举权利； 若否，所述flow通过当前的传输端口进行转发。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述“查找符合切换条件的输出端口”具体包括: 当前统计周期开始后，所述flow选择切换的传输端口为当前负载带宽最小、且未被锁定的所述传输端口。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述方法还包括:
在每个传输端口均设置一byte counter计数器，用于记录每个统计周期结束后的传输端口的所述负载带宽。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述byte counter计数器的数值 counter=last counter+packetLength- counter/X ；
其中，所述counter表示当前统计周期结束时，所述byte counter计数器的数值；所述packetLength表示当前统计周期开始后，进入该传输端口的flow的长度；所述lastcounter表示上一统计周期结束时，所述byte counter计数器的数值；所述X表示每个统计周期内，预设的折扣配置阈值。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述方法还包括:
在所述交换机的各个传输端口均设置一解锁定时器，所述解锁定时器用于存储解锁周期；
所述传输端口被锁定后，即时触发所述解锁定时器，并在其被锁定后的每个统计周期后，对所述解锁周期的数值累加I;
当所述解锁周期的数值等于所述系统预设解锁阈值时，对当前传输端口进行解锁，恢复其选举权利；同时，对所述解锁定时器的数值清零。
[0012]作为本发明的进一步改进，将η个统计周期结束时，每个传输端口的负载带宽预置为其对应的历史评估带宽，所述η为大于I的正整数；
所述系统预设解锁阈值大于等于η倍的统计周期的数值。
[0013]为实现上述目的之一，本发明一实施方式的大流负载均衡转发装置，所述装置包括:判断模块、锁定模块、解锁模块；
所述判断模块用于每个统计周期开始后，均依次判断当前的flow是否需要切换到交换机的其它的传输端口；
若是，查找符合切换条件的所述输出端口 ；
所述flow切换到符合切换条件的输出端口后，通过所述锁定模块即时锁定符合切换条件的所述输出端口，停止其选举权利；
并在至少一个统计周期后通过所述解锁模块对所述输出端口进行解锁，恢复其选举权利；
若否，所述flow通过当前的传输端口进行转发。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述判断模块还用于:
当前统计周期开始后，使所述flow选择切换的传输端口为当前负载带宽最小、且未被锁定的所述传输端口。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述装置还包括:byte counter计数器；
在每个传输端口均设置所述byte counter计数器，所述byte counter计数器用于记录每个统计周期结束后的传输端口的所述负载带宽。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述byte counter计数器的数值 counter=last counter+packetLength- counter/X,
其中，所述counter表示当前统计周期结束时，所述byte counter计数器的数值；所述packetLength表示当前统计周期开始后，进入该传输端口的flow的长度；所述lastcounter表示上一统计周期结束时，所述byte counter计数器的数值；所述X表示每个统计周期内，预设的折扣配置阈值。
[0017]作为本发明的进一步改进，所述装置还包括:解锁定时器；
在所述交换机的各个传输端口均设置所述解锁定时器，所述解锁定时器用于存储解锁周期；
所述传输端口被所述锁定模块锁定后，即时触发所述解锁定时器，并在其被锁定后的每个统计周期后，对所述解锁周期的数值累加I;
当所述解锁周期的数值等于所述系统预设解锁阈值时，通过解锁模块对当前传输端口进行解锁，恢复其选举权利；同时，对所述解锁定时器的数值清零。
[0018]作为本发明的进一步改进，所述处理模块还用于:
将η个统计周期结束时，每个传输端口的负载带宽预置为其对应的历史评估带宽，所述η为大于I的正整数；
所述系统预设解锁阈值大于等于η倍的统计周期的数值。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的大流负载均衡转发方法及装置，交换机的传输端口在接收到任意一个flow后，均即时锁定该传输端口，使其在当前统计周期内，停止其选举权利；并在至少一个统计周期后对所述输出端口进行解锁，恢复其选举权利；有效的提高了所述交换机的各个传输端口动态负载均衡的性能，进而避免所述各个传输拥塞和丢包的发生。
【附图说明】
[0020]图1是本发明一实施方式中大流负载均衡转发方法的流程图；
图2是本发明一实施方式中大流负载均衡转发装置的模块图；
图3是本发明一实施方式中大流负载均衡转发过程中现有技术与本发明的对比示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0022]如图1所示，在本发明的一实施方式中，所述大流负载均衡转发方法包括:
多个flow顺序选择交换机的传输端口进行转发，并在每个统计周期开始后，均依次判断当前的flow是否需要切换到交换机的其它的传输端口。
[0023]若是，查找符合切换条件的所述输出端口 ；所述flow切换到符合切换条件的输出端口后，即时锁定符合切换条件的所述输出端口，使其在当前统计周期内，停止其选举权利； 若否，所述flow通过当前的传输端口进行转发。
[0024]本实施方式中，flow在经过所述交换机转发过程中，其携带相应的转发信息，包括:源地址、目的地址等；在源地址和目的地址之间存在多条转发路径，即对应交换机的各个传输端口均可以将所述flow从其源地址转发至目的地址。
[0025]进一步的，在所述flow选择交换机的传输端口时，为了防止转发路径拥塞，通常会在其进入交换机的各个传输端口之前，预先判断其进入相应输出端口后，是否会发生路径拥塞问题，若是，查找符合切换条件的所述输出端口进行转发，若否，通过当前的传输端口进行转发