CN107071074A - 一种负载均衡方法及web服务器集群*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于web服务器集群的负载均衡方法及web服务器集群***，web服务器集群包括负载均衡器以及若干个web服务器；该方法包括客户端浏览程序运行时，令客户端与负载均衡器建立连接；负载均衡器周期性地向各个web服务器发送同步信号；web服务器接收同步信号后，返回自身运行状况数据至负载均衡器；负载均衡器依据各个web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至客户端，供客户端依据IP与该web服务器建立连接，并发送浏览请求至该web服务器进行处理。本发明使得用户浏览的连贯性强，且减少了集群重复检索同一内容的情况出现，减小了集群负载。

Description

一种负载均衡方法及web服务器集群***

技术领域

本发明涉及集群管理技术领域，特别是涉及一种基于web服务器集群的负载均衡方法。本发明还涉及一种web服务器集群***。

背景技术

随着客户机数量和密集型任务的增加，仅仅依靠单一的web服务器难以满足用户需求，因此需要采用web服务器集群***，Web服务器集群***是指2台或2台以上web服务器联合向客户端提供网络服务的一种计算机***，它采用负载均衡策略，将到达的客户请求分配给集群中的某台服务器进行处理，并且通过数据冗余和软件检测等方法实现***的高可用性。

现有的集群***方案中，大多数***负载均衡的粒度为数据报文，即用户的一个请求由一台服务器提供，下一个请求则很可能由另一台服务器提供，这使得用户浏览的内容随机性较大。在某些特殊的web服务(如实时曲线浏览)中，一个用户浏览的内容前后相关性很强，且在web服务器的数据库中这些内容往往聚集在一起，如果由不同的服务器响应同一用户的请求，会加大数据检索的工作量，加大***的负载。

因此，如何提供一种能够保证用户浏览的连贯性且减小***负载的基于web服务器集群的负载均衡方法及web服务器集群***是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于web服务器集群的负载均衡方法及web服务器集群***，用户浏览的连贯性强，且减少了集群重复检索同一内容的情况出现，减小了集群负载；本发明的另一目的是提供一种采用上述方法的web服务器集群***。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种负载均衡方法，基于web服务器集群，所述web服务器集群包括负载均衡器以及若干个web服务器；所述方法包括：

客户端浏览程序运行时，令所述客户端与所述负载均衡器建立连接；

所述负载均衡器周期性地向各个所述web服务器发送同步信号；

所述web服务器接收所述同步信号后，返回自身运行状况数据至所述负载均衡器；

所述负载均衡器依据各个所述web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至所述客户端，供所述客户端依据所述IP与该web服务器建立连接，并发送浏览请求至该web服务器进行处理。

优选地，所述负载均衡器与所述web服务器之间通过socket网络套接字进行通信。

优选地，所述运行状况数据包括服务器状态信息、服务器性能数据。

优选地，所述性能数据具体包括CPU使用率、内存使用率、每秒硬盘数据传送量以及每秒网络数据传送量。

优选地，所述负载均衡器依据各个所述web服务器的运行状况数据以及预设负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至所述客户端的过程具体为：

所述负载均衡器将各个所述web服务器的运行状况数据存入自身设置的服务器信息表内，更新所述服务器信息表内各个所述web服务器对应的参数数据；

依据所述服务器信息表内的数据筛选出全部状态运行正常的web服务器，并计算各个正常web服务器的负载，选取负载最轻的web服务器的IP发送至所述客户端。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种web服务器集群***，包括负载均衡器以及若干个web服务器；

所述负载均衡器包括：

第一连接模块，用于在客户端浏览程序运行时，与所述客户端建立连接；

同步信号发送模块，用于周期性地向各个所述web服务器发送同步信号；

数据接收模块，用于接收各个所述web服务器返回的运行状况数据，并存储至共享内存内；

负载均衡判决模块，用于依据各个所述web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至所述客户端，供所述客户端依据所述IP与该web服务器建立连接，并发送浏览请求至该web服务器进行处理；

所述web服务器包括：

信号接收模块，用于接收所述同步信号后，触发数据监视模块；

所述数据监视模块，用于获取自身的运行状况数据并发送至所述数据接收模块。

优选地，所述数据监视模块具体包括：

状态监视单元，用于获取自身的服务器状态信息并发送至所述数据接收模块；

性能监视单元，用于获取自身的服务器性能数据并发送至所述数据接收模块。

优选地，所述负载均衡判决模块具体包括：

数据更新单元，用于将各个所述web服务器的运行状况数据存入所述共享内存内设置的服务器信息表内更新各个所述web服务器对应的参数数据；

筛选单元，用于依据所述服务器信息表内的数据筛选出全部状态运行正常的web服务器；

负载计算单元，用于计算各个正常web服务器的负载，选取负载最轻的web服务器的IP发送至所述客户端。

优选地，所述负载均衡器以及所述web服务器分别还包括：

本机进程监视模块，用于监视本机的核心进程状态，并控制所述核心进程始终在内存运行。

本发明提供了一种基于web服务器集群的负载均衡方法，客户端浏览程序运行时，令其集群内的负载均衡器建立连接；之后负载均衡器依据各个web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至该客户端，客户端依据该IP直接与该web服务器建立连接，之后客户端的全部浏览请求即可均由该web服务器进行处理。可见，本发明实现了粒度为用户的负载均衡，即在web服务器未故障的情况下，令同一客户端的请求均由同一个web服务器响应处理，这样保证了用户浏览的连贯性，且减少了集群重复检索的工作量，减小了负载。本发明还提供了一种基于上述方法的web服务器集群***。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种基于web服务器集群的负载均衡方法的结构示意图/的过程的流程图；

图2为本发明提供的一种web服务器集群***的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于web服务器集群的负载均衡方法及web服务器集群***，用户浏览的连贯性强，且减少了集群重复检索同一内容的情况出现，减小了集群负载；本发明的另一核心是提供一种采用上述方法的web服务器集群***。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种负载均衡方法，基于web服务器集群，web服务器集群包括负载均衡器以及若干个web服务器；参见图1所示，图1为本发明提供的一种基于web服务器集群的负载均衡方法的结构示意图/的过程的流程图；该方法包括：

步骤s1：客户端浏览程序运行时，令客户端与负载均衡器建立连接；

其中，这里的负载均衡器可以为配置了相应软件的计算机，当然，本发明不限定软件的具体内容。

另外，上述若干个web服务器的软件配置需要完全相同，即需要保证它们的运行方法以及与负载均衡器之间的通信过程都是完全相同的。

步骤s2：负载均衡器周期性地向各个web服务器发送同步信号；

步骤s3：web服务器接收同步信号后，返回自身运行状况数据至负载均衡器；

步骤s4：负载均衡器依据各个web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至客户端，供客户端依据IP与该web服务器建立连接，并发送浏览请求至该web服务器进行处理。

其中，上述运行状况数据包括服务器状态信息、服务器性能数据。

这里的服务器状态信息主要指的是web服务器内的进程数据，该进程数据描述了web服务器上的***关键进程是否运行，只有当负载均衡器收到某台web服务器上的所有关键进程都正常运行的信息时，才认为这台web服务器可以向用户提供服务，否则认为该web服务器故障，不能提供服务。

进一步可知，这里的性能数据具体包括CPU使用率、内存使用率、每秒硬盘数据传送量以及每秒网络数据传送量。

当然，以上仅为优选方案，性能数据也可为其他能够表征web服务器性能的参数组合。

作为优选地，负载均衡器与web服务器之间通过socket网络套接字进行通信。

可以理解的是，Socket是建立在传输层协议(主要是TCP和UDP)上的一种通信机制，它定义了两台计算机间进行通信的规范。套接字屏蔽了底层通信软件和具体操作***的差异，使得任何两台安装了TCP协议软件和实现了套接字规范的计算机之间的通信成为可能。因此本***采用的这种通信方法可以用于大多数的主流操作***之中。相比目前许多专用性强的服务器集群的方案，本发明的适用性更好。

进一步可知，在使用socket进行通信的过程中，在负载均衡器上运行两个socket的服务进程，该服务进程的工作流程是：

调用函数Socket创建套接字；

调用Bind绑定本级地址；

调用Listen侦听web服务器的连接请求；

调用Accept创建一个新的套接字为该web服务器服务，之后生成一个子进程或线程专门与此web服务器通信。

该与web服务器通信的子进程或线程的工作流程为：

调用Send发送同步信号；

调用RECV接收web服务器传来的数据；

当web服务器结束连接时，结束子进程。同时如果其他web服务器请求连接，则生成其他的套接字和进程与其通信，方法相同，不再赘述。

同时，在每个Web服务器上分别运行两个socket的客户进程，该客户进程的工作流程是：

调用函数SOCKET创建套接字；

调用CONNECT建立与负载均衡器上的服务进程的连接；

接收同步信号；

计算本机性能(一个客户进程用于计算性能数据，另一个客户进程用于计算状态信息)，并将得到的结果传递给负载均衡器。

在优选实施例中，步骤s4的过程具体为：

负载均衡器将各个web服务器的运行状况数据存入自身设置的服务器信息表内，更新服务器信息表内各个web服务器对应的参数数据；

依据服务器信息表内的数据筛选出全部状态及进程均运行正常的web服务器，并计算各个正常web服务器的负载，选取负载最轻的web服务器的IP发送至客户端。

其中，该服务器信息表内具体包含各个web服务器的IP，且每个IP对应的各项参数数据初始均设置为0。负载均衡器周期性的获取各个web服务器的运行状况数据，并依据这些数据更新服务器信息表中的相应参数数据。

具体的，对于服务器信息表中的服务器状态，若负载均衡器判断对应的web服务器故障或无法接收到对应web服务器的信息，则令相应的服务器状态项为0，若正常，则令相应的服务器状态项为1；之后只需要通过判断服务器状态项是否为0，即可确定对应的web服务器是否故障。

当然，以上仅为一种具体实施例，还可以通过定义一个无符号整型变量来表征服务器状态，具体方式为：

设置一个1-65535的循环计数器。循环计数器初始值为1，负载均衡器每接收一次各个web服务器的数据，则计数器定时加1，当计数器值为65535时，设定再次加1后，计数器值变为1。在获取各个web服务器的运行状况数据后，若负载均衡器判断对应的web服务器故障或无法接收到对应web服务器的信息，则令相应的服务器状态项为0，否则，则令相应的服务器状态项为循环计数器的当前数值；之后如果一个web服务器状态数的值与循环计数器值相同，认为服务器正常工作，如果不同，认为该web服务器失效，将其服务器状态写成零，并将其从集群***中除去。

当然，以上方式具体是为了区分web服务器的正常与否，保证***的高可用性，因此可采用以上任一种方式，或者也可采用其他实现方式，本发明对此不作具体限定。

另外，本发明采取了动态负载均衡算法。在Windows***中可以调用***API函数方法得到各项性能数据，在Linux***中，可以通过读取proc文件的方法取得各项性能数据。

另外，动态负载均衡算法具体为将所有运行正常的Web服务器的性能数据和其各自对应的基准值进行加权比较，由此判定所得结果最小的web服务器的负载最小。

本发明提供了一种基于web服务器集群的负载均衡方法，客户端浏览程序运行时，令其集群内的负载均衡器建立连接；之后负载均衡器依据各个web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至该客户端，客户端依据该IP直接与该web服务器建立连接，之后客户端的全部浏览请求即可均由该web服务器进行处理。可见，本发明实现了粒度为用户的负载均衡，即在web服务器未故障的情况下，令同一客户端的请求均由同一个web服务器响应处理，这样保证了用户浏览的连贯性，且减少了集群重复检索的工作量，减小了负载。

本发明还提供了一种web服务器集群***，参见图2所示，图2为本发明提供的一种web服务器集群***的结构示意图。该***包括负载均衡器1以及若干个web服务器2；

负载均衡器1包括：

第一连接模块11，用于在客户端浏览程序运行时，与客户端建立连接；

同步信号发送模块12，用于周期性地向各个web服务器2发送同步信号；

数据接收模块13，用于接收各个web服务器2返回的运行状况数据，并存储至共享内存14内；

负载均衡判决模块15，用于依据各个web服务器2的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器2的IP发送至客户端，供客户端依据IP与该web服务器2建立连接，并发送浏览请求至该web服务器2进行处理；

web服务器2包括：

信号接收模块21，用于接收同步信号后，触发数据监视模块；

数据监视模块22，用于获取自身的运行状况数据并发送至数据接收模块。

其中，数据监视模块22具体包括：

状态监视单元，用于获取自身的服务器状态信息并发送至数据接收模块；

性能监视单元，用于获取自身的服务器性能数据并发送至数据接收模块。

另外，负载均衡判决模块具体包括：

数据更新单元，用于将各个web服务器2的运行状况数据存入共享内存内设置的服务器信息表内更新各个web服务器2对应的参数数据；

筛选单元，用于依据服务器信息表内的数据筛选出全部状态运行正常的web服务器2；

负载计算单元，用于计算各个正常web服务器2的负载，选取负载最轻的web服务器2的IP发送至客户端。

作为优选地，负载均衡器1以及web服务器2分别还包括：

本机进程监视模块，用于监视本机的核心进程状态，并控制核心进程始终在内存运行。

可以理解的是，通过保证本机的一些重要进程可以常驻内存，能够尽可能避免负载均衡器1以及web服务器2由于用户的不当操作而造成损坏。

本发明提供了一种web服务器集群***，客户端浏览程序运行时，令其集群内的负载均衡器建立连接；之后负载均衡器依据各个web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至该客户端，客户端依据该IP直接与该web服务器建立连接，之后客户端的全部浏览请求即可均由该web服务器进行处理。可见，本发明实现了粒度为用户的负载均衡，即在web服务器未故障的情况下，令同一客户端的请求均由同一个web服务器响应处理，这样保证了用户浏览的连贯性，且减少了集群重复检索的工作量，减小了负载。

以上的两种具体实施方式仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种负载均衡方法，基于web服务器集群，其特征在于，所述web服务器集群包括负载均衡器以及若干个web服务器；所述方法包括：

客户端浏览程序运行时，令所述客户端与所述负载均衡器建立连接；

所述负载均衡器周期性地向各个所述web服务器发送同步信号；

所述web服务器接收所述同步信号后，返回自身运行状况数据至所述负载均衡器；

所述负载均衡器依据各个所述web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至所述客户端，供所述客户端依据所述IP与该web服务器建立连接，并发送浏览请求至该web服务器进行处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载均衡器与所述web服务器之间通过socket网络套接字进行通信。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行状况数据包括服务器状态信息、服务器性能数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述性能数据具体包括CPU使用率、内存使用率、每秒硬盘数据传送量以及每秒网络数据传送量。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述负载均衡器依据各个所述web服务器的运行状况数据以及预设负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至所述客户端的过程具体为：

所述负载均衡器将各个所述web服务器的运行状况数据存入自身设置的服务器信息表内，更新所述服务器信息表内各个所述web服务器对应的参数数据；

依据所述服务器信息表内的数据筛选出全部状态运行正常的web服务器，并计算各个正常web服务器的负载，选取负载最轻的web服务器的IP发送至所述客户端。

6.一种web服务器集群***，其特征在于，包括负载均衡器以及若干个web服务器；

所述负载均衡器包括：

第一连接模块，用于在客户端浏览程序运行时，与所述客户端建立连接；

同步信号发送模块，用于周期性地向各个所述web服务器发送同步信号；

数据接收模块，用于接收各个所述web服务器返回的运行状况数据，并存储至共享内存内；

负载均衡判决模块，用于依据各个所述web服务器的运行状况数据以及动态负载均衡算法选取相应的web服务器的IP发送至所述客户端，供所述客户端依据所述IP与该web服务器建立连接，并发送浏览请求至该web服务器进行处理；

所述web服务器包括：

信号接收模块，用于接收所述同步信号后，触发数据监视模块；

所述数据监视模块，用于获取自身的运行状况数据并发送至所述数据接收模块。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述数据监视模块具体包括：

状态监视单元，用于获取自身的服务器状态信息并发送至所述数据接收模块；

性能监视单元，用于获取自身的服务器性能数据并发送至所述数据接收模块。

8.根据权利要求6或7所述的***，其特征在于，所述负载均衡判决模块具体包括：

数据更新单元，用于将各个所述web服务器的运行状况数据存入所述共享内存内设置的服务器信息表内更新各个所述web服务器对应的参数数据；

筛选单元，用于依据所述服务器信息表内的数据筛选出全部状态运行正常的web服务器；

负载计算单元，用于计算各个正常web服务器的负载，选取负载最轻的web服务器的IP发送至所述客户端。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述负载均衡器以及所述web服务器分别还包括：

本机进程监视模块，用于监视本机的核心进程状态，并控制所述核心进程始终在内存运行。