一种负载均衡处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种负载均衡处理方法及对应的装置，其中应该方法包括：在收到来自主机的地址解析请求时，根据预设的负载均衡算法从VRRP备份组中选择一个设备，并将选择到的设备的虚拟MAC地址作为解析结果发送给该主机，并更新主机分配表；定期检查Master设备上的主机分配表以确定各个设备分配到的主机数量是否均衡，如果均衡则结束，如果不均衡，则根据所述负载均衡算法确定待迁移主机以及待迁移主机需要迁移的目标设备；主动构造单播解析应答报文发送给所述待迁移主机，其中该单播解析应答报文携带的解析结果为目标设备的虚拟MAC地址。本发明专利技术能够在各种失衡事件发生之后迅速恢复到均衡状态，避免了现有技术的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种负载均衡处理方法及装置
本专利技术涉及数据通信领域，尤其涉及一种负载均衡处理方法及装置。
技术介绍
IP网络的作用是不同的局域网络（也可理解为一个二层广播域）相连，其可以屏蔽掉不同局域网络之间差异，比如说链路层面收发技术差异。在IPv4网络中，主机之间使用IP地址相互通信。当主机与局域网内部的其他主机通信时，其可以通过地址解析协议--ARP协议获知其他主机的实际地址（通常是MAC地址）,在IPv6网络中，则相应采用ND协议作为地址解析协议。在发送报文时，封装其他主机的MAC地址，局域网内的交换机可以根据MAC地址将报文转发给对应的其他主机。这个过程中报文的传递过程主要依据MAC地址这个二层的地址，因此这个通信过程通常被称为二层通信。但是当主机需要与位于不同的局域网中的其他主机通信时，其无法通过ARP协议得知其他主机的MAC地址，此时需要通过网关来进行通信。主机通过自身缺省的路由将报文发送给网关，网关根据报文的IP地址决定从哪个链路将报文发送出去，这个过程报文从局域网进入IP网络再到达其他主机所在的局域网。在IP网络中的传递过程主要依据IP地址来决定转发的方向，因此这个通信过程通常被称为三层通信。而网关可以形象地理解为主机与外部通信时投递信件的当地邮局，当地邮局可以将主机的信件准确地送到另一个距离很远收信者所在的邮局，该邮局再将信件送达当地真正收信人。通常同一网段内（可能有多个局域网）的所有主机上都存在以一个相同网关为下一跳的缺省路由，比如一个中等规模的企业中，其可能有数百台主机同时通过相同的网关与外部通信。当网关发生故障时，这个网段内所有以网关为缺省路由的主机将无法与外部网络通信。很明显，网关是主机与外部通信的关键节点，有必要提高该节点的可靠性以及冗余性。VRRP技术是一种常用的解决网关冗余性的技术。VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol，虚拟网络设备冗余协议）将可以承担网关功能的一组网络设备（比如路由器或者具备路由功能的三层交换机）加入到VRRP备份组中，形成一台虚拟网络设备，由VRRP的选举机制决定哪台网络设备承担转发任务，局域网内的主机只需将虚拟网络设备配置为缺省网关。VRRP协议可以在提高可靠性的同时简化主机的配置。在具有多播或广播能力的局域网（如以太网）中，借助VRRP能在某台网络设备出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路，有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题，而无需修改动态路由协议、路由发现协议等配置信息。在VRRP标准协议模式下，一个备份组中只有主设备（Master）可以转发来自用户主机的报文，备用设备（Backup）处于监听状态，其并不转发报文。虽然创建多个备份组可以实现多个网络设备之间的负载分担，但是局域网内的主机需要设置不同的网关，增加了配置的复杂性。VRRP负载均衡模式在VRRP标准模式提供的虚拟网关冗余备份功能基础上，增加了负载均衡功能。其实现原理为：将一个虚拟IP地址与多个虚拟MAC地址相对应，备份组中的每个网络设备都对应使用一个虚拟MAC地址；使用不同的虚拟MAC地址应答主机的地址解析ARP（IPv4网络中）或ND（IPv6网络中）请求，从而使得不同主机获得相同的网关IP地址，不同的网关MAC地址。这样就能实现主机报文发送到备份组中不同的网络设备，实现负载分担功能。在VRRP负载均衡模式中，只需创建一个备份组，就可以实现备份组中多个网络设备之间的负载分担，避免了VRRP备份组中Backup网络设备始终处于空闲状态、网络资源利用率不高的问题。VRRP负载均衡模式中，Master设备负责为备份组中的其他设备分配虚拟MAC地址，并为来自不同主机的ARP或ND请求，应答不同的虚拟MAC地址，从而实现流量在多个网络设备之间分担。备份组中的Backup网络设备被禁止应答主机的ARP/ND请求。请参考图1，以IPv4网络为例，VRRP负载均衡模式的具体工作过程为：步骤一，Master设备为备份组中的网络设备（包括Master自身）分配虚拟MAC地址。如图1所示，虚拟IP地址为10.1.1.1/24的备份组中，RouterA作为Master，RouterB作为Backup。RouterA为自己分配的虚拟MAC地址为000f-e2ff-0011，为RouterB分配的虚拟MAC地址为000f-e2ff-0012。步骤二，Master设备接收到HostA或发送的目标IP地址为虚拟IP地址（也就是网关的IP地址）的ARP请求后，根据负载均衡算法使用不同的虚拟MAC地址应答主机的ARP请求。如图1所示，HostA发送ARP请求获取网关10.1.1.1对应的MAC地址时，Master（即RouterA）使用RouterA的虚拟MAC地址应答该请求；HostB发送ARP请求获取网关10.1.1.1对应的MAC地址时，Master使用RouterB的虚拟MAC地址应答该请求。步骤三，通过使用不同的虚拟MAC地址应答主机的ARP请求，可以实现不同主机的流量发送给不同的网络设备。如图1所示，HostA认为网关的MAC地址为RouterA的虚拟MAC地址，HostA发送报文时，其填写的目的MAC地址将是RouterA的虚拟MAC地址，这就保证了HostA发往外部的报文将全部通过RouterA转发；同样的道理HostB发往外部的报文将全部通过RouterB转发。从协议层面来所，为了实现VRRP负载均衡模式，其中定义了四种协议报文。Advertisement报文：不仅用于通告本路由器上备份组的状态，还用于通告本路由器上处于Active状态的虚拟转发器信息。Master和Backup设备均周期性发送该报文。Request报文：处于Backup状态的设备发送Request报文，请求Master设备为其分配虚拟MAC地址。Reply报文：Master设备接收到Request报文后，将通过Reply报文为Backup设备分配虚拟MAC地址。收到Reply报文后，Backup设备会创建虚拟MAC地址对应的虚拟转发器。Release报文：备份路由器的失效时间达到一定值后，接替其工作的路由器将发送Release报文，通知备份组中的路由器删除对应虚拟MAC的虚拟转发器。然而VRRP负载均衡的实现机制，依然有其不足的地方。要实现VRRP负载均衡模式，就必须先部署好VRRP备份组，这时候用户主机的报文才能在不同的网络设备间实现均衡。如果在已经部署VRRP备份组已经部署好的情况下，用户还需要对该VRRP备份组扩容，加入Backup网络设备，则新加入的Backup设备没有办法充分分担用户主机的报文。或者说如果原有的Backup设备故障，在消除故障后再接入VRRP备份组后，此事用户主机没有变化的情况下，Backup设备也没有办法充分分担用户主机的报文。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种负载均衡处理装置，应用于VRRP备份组中的设备上，其中当该设备为Master设备时，该装置包括：负载调度单元以及负载调整单元，其中解析响应单元，用于在收到来自主机的ARP请求时，根据预设的负载均衡算法从VRRP备份组中选择一个设备，通过解析应答报文将选择到的设备的虚拟MAC地址作为解析结果发送给该主机，并更新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载均衡处理装置，应用于VRRP备份组中的设备上，包括：负载调度单元以及负载调整单元，其特征在于，当该设备为Master设备时：解析响应单元，用于在收到来自主机的地址解析请求时，根据预设的负载均衡算法从VRRP备份组中选择一个设备，通过解析应答报文将选择到的设备的虚拟MAC地址作为解析结果发送给该主机，并更新主机分配表；负载调度单元，用于定期检查Master设备上的主机分配表以确定各个设备分配到的主机数量是否均衡，如果均衡则结束，如果不均衡，则根据所述负载均衡算法确定待迁移主机以及待迁移主机需要迁移的目标设备，更新主机分配表并通知负载调整单元进行处理；负载调整单元，用于主动构造单播解析应答报文发送给所述待迁移主机，其中该单播解析应答报文携带的解析结果为目标设备的虚拟MAC地址。

【技术特征摘要】
1.一种负载均衡处理装置，应用于VRRP备份组中的设备上，包括：负载调度单元以及负载调整单元，其特征在于，当该设备为Master设备时：解析响应单元，用于在收到来自主机的地址解析请求时，根据预设的负载均衡算法从VRRP备份组中选择一个设备，通过解析应答报文将选择到的设备的虚拟MAC地址作为解析结果发送给该主机，并更新主机分配表；负载调度单元，用于定期检查Master设备上的主机分配表以确定各个设备分配到的主机数量是否均衡，如果均衡则结束，如果不均衡，则根据所述负载均衡算法确定待迁移主机以及待迁移主机需要迁移的目标设备，更新主机分配表并通知负载调整单元进行处理；负载调整单元，用于主动为每个待迁移主机构造单播解析应答报文发送给所述待迁移主机，其中该单播解析应答报文携带的解析结果为目标设备的虚拟MAC地址；所述负载调度单元进一步用于确定不均衡时先启动第一定时器，并在定时器超时后再检查各个设备分配到的主机数量是否均衡，如果是均衡则结束，如果不均衡，则根据所述负载均衡算法确定待迁移主机以及待迁移主机需要迁移的目标设备；所述负载调度单元进一步用于确定新设备加入VRRP备份组时，启动第二定时器，并发送集中分配通知给所述解析响应单元；并在第二定时器超时后，发送集中分配退出通知给所述解析响应单元；所述解析响应单元，用于在收到集中分配通知时进入集中分配模式，并在收到集中分配退出通知时，退出集中分配模式；该解析响应单元在集中分配模式下收到来自主机的地址解析请求时，通过解析应答报文将新设备的虚拟MAC地址发送给该主机。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载调度单元进一步用于在第二定时器超时后检查Master设备上的主机分配表以确定各个设备分配到的主机数量是否均衡。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：流量监控单元，用于定期监控自身设备的报文流量是否超过预设阈值，如果是则向Master设备的负载调度单元发送重分配请求；所述负载调度单元进一步用于，在收到重分配请求时，将该设备的状态标记为过载状态；并从主机分配表中选择一个或多个分配给该设备的主机作为待迁移主机，选择VRRP备份组中其他正常状态设备作为目标设备；然后通知负载调整单元进行处理；所述解析响应单元进一步用于在VRRP备份组中的设备处于过载状态时，停止使用该设备的虚拟MAC地址。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，流量监控单元进一步用于在检测到自身设备流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，
申请(专利权)人：杭州华三通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：