分布部署在整个网络中；同时采用了 OpenFlow控制器62 (例如Floodlight、Ν0Χ等等)作为网络控制器，提供对全网资源的集中控制；负载均衡设备61作为网络应用，通过调用网络控制器提供的北向接口实现对底层网络设备的自动配置。
[0075]OpenFlow协议是用于软件定义网络的典型的网络控制器南向接口。支持OpenFlow的交换机会将其收到的数据包与其本地保存的流表项(Flowtable Entry)进行匹配，进而进行相应的数据操作。图7是OpenFlow流表项的一个例子的示意图。其中计数器(Counters)项是基于Table (表)/Flow (流)/Port (端口 )/Queue (队列)的各种报文计数器；动作 / 指令(Act1ns/Instruct1ns)表项中动作(Act1ns)指 forward/enqueue/drop/modify-field 等操作，指令(Instruct1ns)指 modify act1n-set (修改动作集)或者pipeline proc.(管道流程)
[0076]如图7所示，OpenFlow流表能够根据配置需要，以ISO网络层次中的二层、三层、四层等信息为依据进行数据的转发。而相应的流表项并非由OpenFlow交换机自己产生，而是由OpenFlow控制器根据自身拥有的制定策略或者来自网络应用的制定策略对数据流的数据通路进行生成后，利用OpenFlow协议将相关流表项统一下发给数据通路上沿途的交换机。因此，OpenFlow的引入实现了网络设备中控制平面与转发平面的分离，使得控制器能够对全网资源拥有全局视图，并对其进行集中化的控制。同时，OpenFlow是对底层网络设备行为的抽象，屏蔽了底层网络设备实现的差异。
[0077]OpenFlow控制器62负责流表项的生成和下发，而流表项的生成策略可以例如负载均衡设备61的网络应用制定，并进而调用网络控制器62开放的相关北向接口以驱动网络控制器62生成流表项。因此，软件定义网络实现了“应用对网络的控制”。
[0078]在如图6所示的网络拓扑中，如果服务器A首次发起对服务器B的访问时，这是服务器A首次对服务器B进行访问，与服务器A相连的OpenFlow交换机65上没有相关流表项。按照OpenFlow协议的实现规范,该数据流的第一个数据包将上传给OpenFlow控制器62。控制器62在收到数据包后，从中解析出数据包的源地址、目的地址等信息，然后通过北向接口将其传送给负载均衡设备61。负载均衡设备61通过查看当前全网的网络设备和数据链路使用情况，以链路的忙闲程度、数据流量大小等因素作为数据流调度依据，制定出从源地址到目的地址的合理的数据通路策略，例如确定了 OpenFlow交换机65至OpenFlow交换机64至OpenFlow交换机63的数据通路,实现了基于全局控制的负载均衡。然后，负载均衡设备61通过调用控制器北向接口将相关的数据通路制定策略发给控制器62，并由其根据策略生成沿途3台交换机针对该数据流的流表项并下发给相应交换机。在数据通路沿途的交换机都收到并保存了相关流表项后，从服务器A发出的数据流即可顺利到达服务器B0
[0079]现有的负载均衡系统受到传统网络架构的限制，通常只能串联部署在各个业务处理节点服务器集群的入口或者出口，难以基于全网动态信息进行全局的数据流调度。
[0080]本公开提出的负载均衡系统采用集中化的部署方式，无需针对各个服务器集群进行分别的部署和配置。同时，系统利用了网络控制器提供的集中化控制能力，能够获得全网数据链路的数据流特征，通过调用网络控制器提供的软件可编程网络控制能力，实现对网络中数据流的全局动态调度。因此，本公开的负载均衡系统将具有更优化的网络负载均衡效果。
[0081]至此，已经详细描述了根据本发明的全局网络负载均衡系统、设备和方法。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0082]可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
[0083]虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种全局网络负载均衡系统，其特征在于，包括: 集中部署的负载均衡设备，用于从网络控制器获取全网拓扑信息和全网数据流量信息，基于全网网络负载信息进行负载均衡调度为数据流确定转发表项制定策略，将所述转发表项制定策略下发给所述网络控制器； 所述网络控制器，用于通过网络转发设备进行链路发现获得全网拓扑信息；接收来自所述负载均衡设备的所述转发表项制定策略，根据所述转发表项制定策略生成转发表项，将所述转发表项下发给网络转发设备。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 网络转发设备，用于加入网络时向所述网络控制器进行注册，发现与其他网络转发设备之间的链接关系并反馈给所述网络控制器，以便所述网络控制器获得全网拓扑信息和数据链路信息；接收并保持所述网络控制器下发的转发表项，根据所述转发表项对数据流进行数据转发。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述网络控制器集中部署，所述网络转发设备在网络中分散部署； 和/或 所述集中部署的负载均衡设备以集群方式进行部署。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负载均衡设备提供负载均衡管控接口，用于负载均衡调度算法的参数设置。5.一种全局网络负载均衡设备，其特征在于，集中部署于网络，包括: 网络拓扑流量获取模块，用于从集中部署的网络控制器获取全网拓扑信息和全网数据流量信息； 全网负载信息存储模块，用于基于所述全网拓扑信息和全网数据流量信息确定全网负载信息，存储所述全网负载信息； 负载均衡调度模块，用于基于所述全网网络负载信息进行负载均衡调度为数据流确定转发表项制定策略； 转发策略下发模块，用于将所述转发表项制定策略下发给所述网络控制器。6.根据权利要求5所述的负载均衡设备，其特征在于，所述负载均衡设备以集群方式进行部署。7.根据权利要求5所述的负载均衡设备，其特征在于，所述负载均衡调度模块包括: 负载均衡算法单元，用于执行负载均衡算法进行负载均衡调度； 转发策略确定单元，用于基于所述全网网络负载信息通过所述负载均衡算法单元为数据流确定转发表项制定策略。8.根据权利要求7所述的负载均衡设备，其特征在于，所述负载均衡设备还包括负载均衡管控接口，用于接受负载均衡算法的参数设置。9.一种全局网络负载均衡方法，其特征在于，包括: 集中部署的负载均衡设备从网络控制器获取全网拓扑信息和全网数据流量信息； 负载均衡设备基于全网网络负载信息进行负载均衡调度为数据流确定转发表项制定策略，将所述转发表项制定策略下发给所述网络控制器； 网络控制器接收来自所述负载均衡设备的所述转发表项制定策略，根据所述转发表项制定策略生成转发表项，将所述转发表项下发给网络转发设备。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括: 网络转发设备加入网络时向所述网络控制器进行注册，发现与其他网络转发设备之间的链接关系并反馈给所述网络控制器； 网络转发设备接收并保持所述网络控制器下发的转发表项，根据所述转发表项对数据流进行数据转发。
【专利摘要】本发明公开了一种全局网络负载均衡系统、设备和方法，涉及云计算技术领域。该系统采用集中化部署的负载均衡设备，通过调用网络控制器提供的集中化控制能力，对网络中所有网络设备和数据链路的数据流特征进行感知，进而在负载均衡算法的调度下驱动控制器对网络传输设备进行配置，实现网络中的全局流量负载均衡。该系统、设备和方法以集中化的方式部署负载均衡设备对全网的数据流进行统一的负载调度，而无需在每个服务器集群中部署单独的负载均衡设备；同时，能够充分利用网络控制器提供的集中化控制能力，并基于全网的数据链路信息进行数据流调度，优化负载均衡效果。
【IPC分类】H04L12/803, H04L29/08
【公开号】CN105282043
【申请号】CN201410277786
【发明人】王峰, 雷葆华, 刘圆, 王和宇, 张洁
【申请人】中国电信股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月20日