基于在网计算的负载均衡系统、方法、设备及存储介质技术方案

本申请公开了一种基于在网计算的负载均衡系统、方法、设备及存储介质，本申请的负载均衡系统适用于基于SRv6构建的算力网络，包括多个应用服务端、交换设备集群以及算网大脑，本申请方案通过交换芯片结合链路匹配策略和随流监测实现在网计算，通过在网计算的方式实现交换设备处的局部链路快速选取，再通过算网大脑进行全局调控，对出口链路负载进行全局均衡，实现快速响应的同时能够进行较好的全局优化，同时为应用标识配置优先级，对出口链路进行分类管控，能够针对客户需求进行个性化的调控，再配合基于优先级的平滑切换以实现定制化的负载均衡。的负载均衡。的负载均衡。

【技术实现步骤摘要】
基于在网计算的负载均衡系统、方法、设备及存储介质


[0001]本申请涉及算力网络
，尤其涉及一种基于在网计算的负载均衡系统、方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着算力网络的发展，可编程网络技术在数据中心、边缘计算等领域得到关注和试验部署，在网计算In
‑
Network Computing，或者网内计算Computing in Network逐步成为一个新的网络研究突破口。可编程网络技术的发展使得报文的链路传输具备一定的编程属性，传统的链路负载均衡采用硬件负载均衡设备或是基于一些负载均衡策略，例如哈希算法或信元等。出口链路负载均衡的工作原理：将接入ISP的流量分配到不同的出口链路上，如专用链路、电缆或者ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线路)等；同时，如果一条出口链路出现异常，自动将归属该出口链路的流量分配到其他正常的链路上。随着多出口链路负载分担的应用，对于业务流而言，必须依据一定的算法进行出口链路选择。目前，进行出口链路选择的方法许多采用以数据包为粒度进行出口链路选择，以数据包为粒度进行出口链路选择所采用的方法是逐包转发，即在转发每一个数据包之前都计算其相应的出口链路。这种出口链路选择方式的优点在于可以最大限度的达到流量在出口链路之间的负载均衡，从而尽可能的提高了出口链路的带宽利用率。但是，这种出口链路选择方式由于需要逐包计算转发，因此会严重降低系统的性能。

技术实现思路

[0003]本申请的主要目的在于提供一种基于在网计算的负载均衡系统、方法、设备及存储介质，旨在提供一种既能够快速响应链路选取，又能够从全局进行链路负载均衡并进行实时的优化。
[0004]为实现上述目的，第一方面，提供一种基于在网计算的负载均衡系统，所述系统适用于基于SRv6构建的算力网络，所述系统包括多个应用服务端、交换设备集群以及算网大脑，所述交换设备集群包括多个交换设备组，所述交换设备组包括若干交换设备，所述交换设备集群内的交换设备接收来自服务端的数据流，数据流包括若干类型的应用流量，所述应用服务端与交换设备集群中的交换设备连接，所述交换设备集群与所述算网大脑连接，所述应用服务端基于SRv6技术为所发出的数据流中的各类应用流量配置相应的应用标识；所述交换设备配置有交换芯片，所述交换设备的各个出口链路配置有若干适配的应用标识，交换设备通过随流检测实时获取所接收数据流的流量信息，所述交换设备还包括交换控制模块和链路负载监控模块，所述链路负载监控模块用于监控所在交换设备各个链路的负载情况，所述交换控制模块根据接收的应用流量的应用标识筛选适配的出口链路，筛选范围为接收应用流量的交换设备所在的交换设备组；所述算网大脑配置有链路负载调整模块，所述交换设备的链路负载监控模块将获取链路负载情况实时更新至链路负载调整模块，所述链路负载调整模块基于随流检测获取
应用流量信息，所述链路负载调整模用于根据应用流量数据与链路负载情况调整流量传输路径并发送至对应的交换设备。
[0005]优选的，交换设备的各出口链路对应的若干适配应用标识设置有优先级。
[0006]第二方面，提供一种基于在网计算的链路负载均衡方法，所述方法包括如下步骤：S1、交换设备集群中的第一交换设备组内的第一交换设备接收来自服务端的数据流；S2、第一交换设备通过随流检测实时获取所述数据流中应用流量对应的流量信息；所述流量信息包括流量的大小和应用标识；所述应用标识由服务端进行配置；S3、第一交换设备通过所述第一交换设备组内的交换设备所配置的链路负载监控模块获取所述第一交换设备组内各个链路的对应负载情况和适配应用标识，所述第一交换设备的交换控制模块根据所获取的组内各个链路的负载情况和适配应用标识，以及通过随流检测获取的流量信息进行组内出口链路选取，为所述数据流中各类应用流量确定对应的组内出口链路；S4、算网大脑的链路负载调整模块基于随流检测获取所述数据流中各类应用流量的流量信息，根据所述流量信息中的应用标识在交换设备集群中筛选适配的出口链路，根据筛选获取的出口链路的负载情况和应用流量的大小确定能够负载的备选链路，再从备选链路中择优确定所述数据流中各类应用流量的优选出口链路，算网大脑判断各个所述优选出口链路是否与对应的组内出口链路一致，若不一致则将所述优选出口链路及其对应转发路径发送至第一交换设备；S5、第一交换设备接收算网大脑发送的优选出口链路及转发路径，基于优选出口链路及转发路径为应用流量平滑切换路径及出口链路；S6、若第一交换设备第一出口链路的负载情况超过预设的阈值时，第一交换设备基于随流检测获取第一链路中应用流量的流量信息，算网大脑根据获取流量信息进行链路调整以确定优化出口链路及对应的转发路径，将所述优化出口链路及对应的转发路径发送至第一交换设备；S7、第一交换设备接收算网大脑发送的优化出口链路及对应的转发路径，为第一出口链路中的应用流量平滑切换路径及出口链路。
[0007]优选的，所述第一交换设备上的各个出口链路配置有若干适配应用标识，各个所述的适配应用标识之间设置有优先级。
[0008]优选的，步骤S3中为所述数据流中各类应用流量确定对应的组内出口链路具体包括：第一交换设备根据所接收应用流量的应用标识和其上出口链路的适配应用标识确定匹配的出口链路，根据确定的出口链路的负载情况和对应应用流量的流量大小确定能够负载的出口链路，若统一应用流量类型存在多个能够负载的出口链路则根据应用流量的应用标识与出口链路的适配应用标识优先级，以及负载使用情况确定组内出口链路；若第一交换设备出口链路的负载情况均无法满足所接收应用流量的需求，则在第一交换设备组内通过计算链路指数S
n
确定组内出口链路，所述链路指数S
n
的计算公式如下：S
n
＝N1*A％*W1*x1*(1
‑
(1/(N2*B％*W2*x2)))式中，出口链路权重W1，传输链路权重W2，x1为待计算应用流量对应应用标识在当前出口链路的优先级系数，x2为待计算应用流量在当前传输链路的优先级系数，A％为出口
链路的剩余负载，B％为传输链路的剩余负载，其中，传输链路为用于交换设备之间数据传输的东西向链路，出口链路权重W1、传输链路权重W2均为预设值，优先级系数基于对应优先级和预设的优先级
‑
优先级系数转换规则确定，N1为出口链路计算常数，N2为传输链路计算常数。
[0009]优选的，步骤S4中择优确定优选出口链路具体包括：根据应用标识确定匹配的出口链路，再根据链路负载情况和应用流量数据流大小确定能够负载的出口链路集合，然后确定出口链路集合中各个出口链路与交换设备对应的传输链路；计算优化链路指数S
y
确定优选出口链路，其中，优选链路指数S
y
的公式如下S
y
＝N1*A％*W1*x1*(1
‑
((1/N2*B％*W2*x2)+(1/N3*C％*W3*x3)+.....本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于在网计算的负载均衡系统，其特征在于，所述系统适用于基于SRv6构建的算力网络，所述系统包括多个应用服务端、交换设备集群以及算网大脑，所述交换设备集群包括多个交换设备组，所述交换设备组包括若干交换设备，所述交换设备集群内的交换设备接收来自服务端的数据流，数据流包括若干类型的应用流量，所述应用服务端与交换设备集群中的交换设备连接，所述交换设备集群与所述算网大脑连接，所述应用服务端基于SRv6技术为所发出的数据流中的各类应用流量配置相应的应用标识；所述交换设备配置有交换芯片，所述交换设备的各个出口链路配置有若干适配的应用标识，交换设备通过随流检测实时获取所接收数据流的流量信息，所述交换设备还包括交换控制模块和链路负载监控模块，所述链路负载监控模块用于监控所在交换设备各个链路的负载情况，所述交换控制模块根据接收的应用流量的应用标识筛选适配的出口链路，筛选范围为接收应用流量的交换设备所在的交换设备组；所述算网大脑配置有链路负载调整模块，所述交换设备的链路负载监控模块将获取链路负载情况实时更新至链路负载调整模块，所述链路负载调整模块基于随流检测获取应用流量信息，所述链路负载调整模用于根据应用流量数据与链路负载情况调整流量传输路径并发送至对应的交换设备。2.根据权利要求1所述的一种基于在网计算的负载均衡系统，其特征在于，交换设备的各出口链路对应的若干适配应用标识设置有优先级。3.一种基于在网计算的链路负载均衡方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、交换设备集群中的第一交换设备组内的第一交换设备接收来自服务端的数据流；S2、第一交换设备通过随流检测实时获取所述数据流中应用流量对应的流量信息；所述流量信息包括流量的大小和应用标识；所述应用标识由服务端进行配置；S3、第一交换设备通过所述第一交换设备组内的交换设备所配置的链路负载监控模块获取所述第一交换设备组内各个链路的对应负载情况和适配应用标识，所述第一交换设备的交换控制模块根据所获取的组内各个链路的负载情况和适配应用标识，以及通过随流检测获取的流量信息进行组内出口链路选取，为所述数据流中各类应用流量确定对应的组内出口链路；S4、算网大脑的链路负载调整模块基于随流检测获取所述数据流中各类应用流量的流量信息，根据所述流量信息中的应用标识在交换设备集群中筛选适配的出口链路，根据筛选获取的出口链路链路的负载情况和应用流量的大小确定能够负载的备选链路，再从备选链路中择优确定所述数据流中各类应用流量的优选出口链路，算网大脑判断各个所述优选出口链路是否与对应的组内出口链路一致，若不一致则将所述优选出口链路及其对应转发路径发送至第一交换设备；S5、第一交换设备接收算网大脑发送的优选出口链路及转发路径，基于优选出口链路及转发路径为应用流量平滑切换路径及出口链路；S6、若第一交换设备第一出口链路的负载情况超过预设的阈值时，第一交换设备基于随流检测获取第一链路中应用流量的流量信息，算网大脑根据获取流量信息进行链路调整以确定优化出口链路及对应的转发路径，将所述优化出口链路及对应的转发路径发送至第一交换设备；S7、第一交换设备接收算网大脑发送的优化出口链路及对应的转发路径，为第一出口
链路中的应用流量平滑切换路径及出口链路。4.根据权利要求3所述的一种基于在网计算的链路负载均衡方法，其特征在于，所述第一交...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，林羽尘，邱燕茹，郑可铭，周天文，卢奇，周语城，周凌，
申请(专利权)人：浙江速络信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：