一种负载均衡装置及其实现负载均衡的方法与流程

本发明涉及网络通信技术，特别是涉及一种可提高服务器服务质量的负载均衡装置及其实现负载均衡的方法。

背景技术：

伴随着互联网(Internet)技术的不断发展，网络服务器面对的访问数量大大增加并且更加不可预知。在网络中，如果仅使用一个服务器对客户端提供服务，那么，服务器的处理能力和输入输出能力必然会成为提供服务的瓶颈。

另外，随着互联网技术的日益发展，互联网所提供的服务内容也越来越多，对于一些服务项或者服务内容来说，通常需要设置多个服务器来同时提供服务，以进行负载均衡(Load Balance)，避免单一的服务器无法同时为多个用户及时提供服务的情况，提高服务质量，这里的负载均衡，是指将负载(工作任务)进行平衡平摊到多个操作单元上执行，从而共同完成工作任务。

图1为现有技术中采用负载均衡技术时的设备连接情况示意图。请参见图1，负载均衡技术就是在网络侧设置可以为客户端提供服务的多个服务器，并在服务器侧设置一个负载均衡设备，客户端需要进行访问时，只需访问该负载均衡设备，负载均衡设备收到客户端的访问请求后，根据一定的规则从多个服务器中选择一个，由所选择的服务器回应客户端，为客户端提供服务。

可见，负载均衡技术可以利用多台服务器同时为大量用户提供并发访问服务，因此，能够大大提供访问速度和网络的吞吐容量。但由于现有技术中负载均衡系统大多以轮询或者加权轮询算法为主，这些算法对于普通情况的确有一定的作用，但是，在越发复杂的网络的网络情况中，单靠这算法是不够的，例如当某台服务器的系统故障时，普通的轮询算法是不能识别到故障的，它依然会把流量分配过去，可是服务器并不会响应，这就造成了带宽的浪费，并且当服务器没有响应的时候，负载均衡设备还可能会认为这台服务器没有轮询到，因此会继续下发流量给它继而又得不到响应，就会造成网络中断。

当然，随着负载均衡技术的改进，现有的技术方案中也出现了综合各种算法的负载均衡功能，例如：有些负载均衡器里面集成了健康查询器，可以用于验证服务器是否故障或者是否可用，但是这种继承方法也是比较片面的，如果服务器刚开始使用，那么这种集成方法是可行的，但是当服务器上执行了多个应用，为用户提供多个服务时，这种集成方法显然不符合实际。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种负载均衡装置及其实现负载均衡的方法，其可以令服务器享受更好的负载均衡功能。

为达上述及其它目的，本发明提出一种负载均衡装置，包括：

后端设备，用于定时采集各服务器的使用信息，并将采集数据定时发送至前端设备；

前端设备于收到采集数据后，为采集数据分配权值，根据分配权值后的采集数据计算出综合权值最大的服务器，并将接收到的用户请求导向至相应的服务器。

进一步地，所述后端设备于各服务器安装一采集器，以定时采集表示各服务器使用情况的使用信息。

进一步地，所述前端设备包括：

接收单元，用于接收所述后端设备的各采集器的采集数据；

权值分配单元，用于为所采集的数据中的每一种数据分配一权值；

计算单元，用于根据每一服务器的采集数据计算出各服务器的综合权值，并获取综合权值最大的服务器；

请求导向单元，用于将接收到的用户请求导向至综合权值最大的服务器。

进一步地，所述后端设备包括：多个采集器以及多个切换请求单元，每个采集器及切换请求单元设置于各服务器，所述采集器用于定时采集各服务器的使用信息，并定时连接所述前端设备，将所采集的数据传递至所述前端设备；所述切换请求单元，用于根据所述采集器的采集数据，判断是否向所述前端设备发出路径切换请求，并于判断结果为是时，向前端设备发送路径切换请求。

进一步地，所述切换请求单元根据所述采集器的采集数据，判断当前服务器的使用率是否达到使用上限，若当前服务器已达到使用上限，则向所述前端设备发出路径切换请求。

进一步地，所述前端设备包括：

接收单元，用于接收所述后端设备的各采集器的采集数据；

权值分配单元，用于为所采集的数据中的每一种数据分配一权值；

计算单元，用于根据每一服务器的采集数据计算出各服务器的综合权值，并获取综合权值最大的服务器；

请求导向单元，用于将接收到的用户请求导向至综合权值最大的服务器；

路径切换单元，于接收到路径切换请求时，进行流量下发路径切换。

进一步地，所述路径切换单元将流量下发路径切换为综合权值仅次于当前路径服务器的服务器对应的路径。

为达到上述目的，本发明还提供一种负载均衡方法，包括如下步骤：

步骤一，，利用采集器定时采集各服务器的使用信息，并将采集数据定时发送至前端设备；

步骤二，前端设备于收到采集数据后，为采集数据中分配权值，根据分配权值后的采集数据计算出综合权值最大的服务器，并将接收到的用户请求导向至相应的服务器。

进一步地，步骤二进一步包括：

接收各采集器的采集数据；

为所采集的数据中的每一种数据分配一权值；

根据每一服务器的采集数据计算出各服务器的综合权值，并获取综合权值最大的服务器；

将接收到的用户请求导向至综合权值最大的服务器。

进一步地，所述方法还包括：

根据采集器的采集数据，判断是否向前端设备发出路径切换请求，并于判断结果为是时，向前端设备发出路径切换请求；

前端设备于接收到路径切换请求时，进行流量下发路径切换，将流量下发路径切换为综合权值仅次于当前路径服务器的服务器对应的路径。

与现有技术相比，本发明一种负载均衡装置及其负载均衡方法通过利用后端设备的采集器采集各服务器的使用情况，并将采集的数据发送至前端设备，利用前端设备为采集数据分配权值，并根据采集数据计算出各服务器的综合权值，将用户请求导向综合权值最大的服务器，通过本发明，可以使服务器享受更好的负载均衡功能。

附图说明

图1为现有技术中采用负载均衡技术时的设备连接情况示意图；

图2为本发明一种负载均衡装置的系统架构示意图；

图3为本发明较佳实施例中前端设备21的细部结构图；

图4为本发明另一较佳实施例中后端设备20的细部结构示意图；

图5为本发明另一较佳实施例中前端设备21的细部结构图；

图6为本发明一种负载均衡装置之具体实施例的负载均衡过程示意图；

图7为本发明一种负载均衡方法的步骤流程图；

图8为本发明较佳实施例中步骤702的细部流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图2为本发明一种负载均衡装置之一较佳实施例的系统架构示意图。如图2所示，本发明一种负载均衡设备，包括：后端设备20以及前端设备21。

其中，后端设备20用于定时采集各服务器的使用信息，并将采集数据定时发送至前端设备21，在本发明较佳实施例中，后端设备20于各服务器安装一采集器，以定时采集表示各服务器使用情况的使用信息，例如：CPU使用率、内存使用率、端口的带宽使用情况、与访问应用的交互信息等一系列信息，各采集器会定时主动连接前端设备21，以将所采集的数据传递给前端设备21；前端设备21于收到采集数据后，为采集数据中分配权值，计算出综合权值最大的服务器，并将接收到的用户请求导向至相应的服务器，具体地说，前端设备21于收到采集数据后，会为采集数据中的每一种数据分配一权值，例如采集数据包含CPU使用率、内存使用率、端口的带宽使用情况等，前端设备21则为CPU使用率分配一权值A，内存使用率分配一权值B，端口的带宽使用情况分配一权值C，…，然后对每一服务器的采集数据计算出综合权值，获得综合权值最大的服务器，并将接收到的用户请求导向至综合权值最大的服务器。

图3为本发明较佳实施例中前端设备21的细部结构图。在本发明较佳实施例中，前端设备21进一步包括：接收单元210、权值分配单元211、计算单元212以及请求导向单元213，其中接收单元210，用于接收后端设备20的各采集器的采集数据；权值分配单元211，用于为所采集的数据中的每一种数据分配一权值，所采集的数据包括cpu、内存、宽口状态等使用率，权值分配单元211为每种数据分配一个权值，例如CPU使用率分配权值A，内存使用率分配权值B，宽口状态使用率分配权值C，具体的权值视环境而定，例如：服务器1的内存使用达到50％、服务器2的内存使用率为30％，就可以通过给的一个权值分流表，对流量进行分流，让较多的流量流向使用率低的服务器。计算单元212，用于根据每一服务器的采集数据计算出各服务器的综合权值，并获取综合权值最大的服务器；请求导向单元213，用于将接收到的用户请求导向至综合权值最大的服务器。

图4为本发明另一较佳实施例中后端设备20的细部结构示意图。如图4所示，后端设备20包括多个采集器201以及多个切换请求单元202，其中，每个采集器201及切换请求单元202设置于各服务器，采集器201用于定时采集各服务器的使用信息，并定时连接前端设备21，将所采集的数据传递至前端设备21；切换请求单元202，用于根据采集器201的采集数据，判断是否向前端设备21发出路径切换请求，并于判断结果为是时，向前端设备发送路径切换请求，具体地，切换请求单元202会根据采集器201的采集数据，判断当前服务器的使用率是否达到使用上限，例如判断采集数据(如cpu、内存、宽口状态等使用率)是否达到预设的阈值，若均达到预设的阈值，则认为当前服务器已达到使用上限，则向前端设备21发出路径切换请求，以请求前端设备21另选流量下发路径。

图5为本发明另一较佳实施例中前端设备21的细部结构图。在本实施例中，除包含接收单元210、权值分配单元211、计算单元212以及请求导向单元213外，前端设备21还包括路径切换单元214，于接收到路径切换请求时，进行流量下发路径切换，将流量下发路径切换为综合权值仅次于当前路径服务器的服务器对应的路径。例如，当前流量下发路径为综合权值最大的路径，则切换为权值排第二的通道，依此类推。

图6为本发明一种负载均衡装置之具体实施例的负载均衡过程示意图。在本发明具体实施例中，负载均衡过程如下：1、设置于服务器上的采集器定时采集并向前端设备返回采集的数据；2、前端设备为采集数据分配权值，并计算出每个服务器的综合权值，根据综合权值分发数据；3、选择综合权值最大的服务器下发流量；4、采集器定时采集数据，根据采集数据判断服务器的综合使用率，当服务器的综合使用率达到一定程度(例如cpu、内存、宽口状态等使用率都超过一预设的阈值)时返回请求至前端设备以切换路径。

图7为本发明一种负载均衡方法的步骤流程图。如图7所示，本发明一种负载均衡方法，包括如下步骤：

步骤701，利用采集器定时采集各服务器的使用信息，并将采集数据定时发送至前端设备。在本发明中，各服务器安装一采集器，以定时采集关联各服务器使用情况的使用信息，例如：CPU使用率、内存使用率、端口的带宽使用情况、与访问应用的交互信息等一系列信息，各采集器会定时主动连接前端设备，以将所采集的数据传递给前端设备。

步骤702，前端设备于收到采集数据后，为采集数据中分配权值，计算出综合权值最大的服务器，并将接收到的用户请求导向至相应的服务器。具体地说，前端设备于收到采集数据后，会为采集数据中的每一种数据分配一权值，例如采集数据包含CPU使用率、内存使用率、端口的带宽使用情况等，前端设备则为CPU使用率分配一权值A，内存使用率分配一权值B，端口的带宽使用情况分配一权值C，…，然后根据每一服务器的采集数据为各服务器计算出综合权值，获得综合权值最大的服务器，并将接收到的用户请求导向至综合权值最大的服务器。

图8为本发明较佳实施例中步骤702的细部流程图。具体地，步骤702进一步包括：

步骤S1，接收各采集器的采集数据；

步骤S2，为所采集的数据中的每一种数据分配一权值，所采集的数据包括cpu、内存、宽口状态等使用率，步骤S2为每种数据分配一个权值，例如CPU使用率分配权值A，内存使用率分配权值B，宽口状态使用率分配权值C，具体的权值视环境而定；

步骤S3，根据每一服务器的采集数据计算出各服务器的综合权值，并获取综合权值最大的服务器；

步骤S4，将接收到的用户请求导向至综合权值最大的服务器。

较佳地，本发明一种负载均衡方法，还包括如下步骤：

根据采集器的采集数据，判断是否向前端设备发出路径切换请求，并于判断结果为是时，向前端设备发出路径切换请求。具体地，根据采集器的采集数据，判断当前服务器的使用率是否达到使用上限，例如判断采集数据(如cpu、内存、宽口状态等使用率)是否达到预设的阈值，若均达到预设的阈值，则认为当前服务器已达到使用上限，则向前端设备发出路径切换请求，以请求前端设备另选流量下发路径；

前端设备于接收到路径切换请求时，进行流量下发路径切换，将流量下发路径切换为综合权值仅次于当前路径服务器的服务器对应的路径。例如，当前流量下发路径为综合权值最大的路径，则切换为权值排第二的通道，依此类推。

综上所述，本发明一种负载均衡装置及其负载均衡方法通过利用后端设备的采集器采集各服务器的使用情况，并将采集的数据发送至前端设备，利用前端设备为采集数据分配权值，并根据采集数据计算出各服务器的综合权值，将用户请求导向综合权值最大的服务器，通过本发明，可以使服务器享受更好的负载均衡功能。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。