CN111010454A - 以动态路由架构实现的负载均衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以动态路由架构实现的负载均衡方法，包括：以下步骤：集群搭建并对集群资源进行划分，所有应用服务视为一个资源池，将资源池中的多个应用服务划分为多个应用服务组并将多个应用服务组分配为主访问类别和从访问类别；对应用服务设置主从策略；采用动态路由架构并对资源池中的应用服务进行监测根据主从策略对应用服务进行控制；动态路由架构提供一个访问应用服务的入口，通过轮询机制，动态分发用户请求。本发明的有益之处在于运维人员可以通过动态路由架构调配应用服务资源，无需手动启用、停用热备，操作简单不易出错。无需更改服务器的配置便可实现应用动态代理。

Description

以动态路由架构实现的负载均衡方法
技术领域
本发明涉及一种以动态路由架构实现的负载均衡方法。
背景技术
应用服务业务量有大小。不论业务多少，也不论访问量多少，应用服务总会因为一些未知原因导致崩溃，一旦***崩溃就会造成一定的损失。为了避免损失过大，一般较为重要的应用服务都会做集群架构。在集群环境中其中一个节点应用服务出现问题时，只会影响到本节点应用服务正在处理的业务，不会对其他节点应用造成影响。但是在一些访问量特别大的应用服务中，当访问量超出集群环境负荷时，就会导致整个应用服务群崩溃。对于这种情况，就需要在集群环境的基础上再增加主从架构。当主应用服务集群达到极限时，启动备用应用服务。从而缓解整个应用服务集群的压力。
集群架构：相对于单节点应用服务来说容错能力和最大访问量倍增。但是与单节点应用相同，集群架构也是有其极限的。集群架构在架设过程中服务器的硬件配置都是经过计算的。在通常情况下集群环境能够满足正常业务的访问。但是一旦进行秒杀类的活动时，应用服务压力就会瞬间暴增，很容易导致整个集群的崩溃。
集群架构加主从架构：相对于集群环境，增加了主从架构应用有了第二条生命。当进行大规模活动时，启动备用应用服务或者在应用服务过载时启动备用应用来缓解大型活动给应用服务集群带来的压力，让应用变得相对稳定。但是这需要人为把控，人为介入。倘若出现判断失误或者未及时启动备用应用，应用服务依然会出现崩溃情况。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种以动态路由架构实现的负载均衡方法，增加应用服务器的容错率。提高应用最大访问量，解决突发的大访问量给服务器造成的压力。及时处理应用服务过载、崩溃问题。实现主从应用服务动态负载。简化热备应用服务的扩展时的工作量。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种以动态路由架构实现的负载均衡方法，包括：以下步骤：
集群搭建并对集群资源进行划分，所有应用服务视为一个资源池，将资源池中的多个应用服务划分为多个应用服务组并将多个应用服务组分配为主访问类别和从访问类别；
对应用服务设置主从策略；
采用动态路由架构并对资源池中的应用服务进行监测根据主从策略对应用服务进行控制；
动态路由架构提供一个访问应用服务的入口，通过轮询机制，动态分发用户请求。
进一步的，主从策略包括：
备用应用启动条件设置；
备用应用停用条件设置。
进一步的，主从策略还包括：
启用备用应用中的应用组数量设置；
定时启动备用应用；
定时停用应用调整为备用应用。
进一步的，采用动态路由架构并对资源池中的应用服务进行监测根据主从策略对应用服务进行控制的方法包括以下步骤：
获取主从策略；
对应用服务进行检测；
根据主从策略判断是否满足应用服务停用条件；
若判断结果为是，则根据主从策略停用部分应用服务；
重新加载路由地址组。
进一步的，动态路由架构在初始化时，创建***用于监听配置是否发生改变；若发生改变则刷新本地静态变量和redis中的资源池信息和配置信息。
进一步的，资源池在修改时会生成新的版本号，在保存成功后，与资源池信息一起被加载到本地静态变量和redis中。
进一步的，通过获取本体静态变量中的版本号与redis中的版本号对比，判断出本地静态变量和redis中的资源池是否是最新；若本体静态变量中版本号小于redis中保存的版本号，则从数据库中查询并刷新本地静态变量中的资源池信息；若redis中保存的版本号小于本体静态变量版本号则更新redis。
进一步的，资源池信息被保存在本地静态变量和redis中；每次有新的请求过来时轮询器从redis中获取一个访问量最少的资源，并且在获取完成后自动增加1次访问量。
进一步的，采用分布式锁避免在从轮询器获取应用资源和增加访问次数时出现并发问题。
进一步的，通过轮询器计算出代理的应用服务地址；通过转发器截取实际的应用访问地址和请求参数；然后在转发器中将应用服务地址、应用访问地址和请求参数拼接成一个完整的请求；最后再通过转发器将请求转发到实际的应用服务。
本发明的有益之处在于，运维人员可以通过动态路由架构调配应用服务资源，无需手动启用、停用热备，操作简单不易出错。无需更改服务器的配置便可实现应用动态代理。
可以根据应用服务器性能分析结果，动态分配应用资源。
提供了业务条件的接入，可以根据应用服务的业务信息动态分配应用资源。
启用、停用应用服务方便快捷，还提供了定时功能。
热备应用服务扩展方便。
附图说明
图1是本发明的一种以动态路由架构实现的负载均衡方法的集群资源划分示意图；
图2是图1中以动态路由架构实现的负载均衡方法的对应用服务进行监测和控制的流程图；
图3是本发明的一种以动态路由架构实现的负载均衡方法的动态代理的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1至图3所示，一种以动态路由架构实现的负载均衡方法，包括：以下步骤：
集群搭建并对集群资源进行划分，所有应用服务视为一个资源池，将资源池中的多个应用服务划分为多个应用服务组并将多个应用服务组分配为主访问类别和从访问类别；
对应用服务设置主从策略；
采用动态路由架构并对资源池中的应用服务进行监测根据主从策略对应用服务进行控制；
动态路由架构提供一个访问应用服务的入口，通过轮询机制，动态分发用户请求。
采用集群化部署能够提高***的处理效率，提高代理速度。在访问量过大时也能够高效率的完成代理工作。
参考图1，将所有的应用服务资源进行整合。将所有应用服务视为一个资源池。然后根据实际情况划分应用组，即把数个应用看作一个整体。如此一来资源池里的应用服务就被划分为了数个应用服务组。接下来，根据生产环境的访问量和资源消耗情况分配这些应用服务组。如图所示应用组被划分为了A、B、C、D、E，5个应用组。然后在这些应用组中，A、B被分配到了主访问类别中，C、D、E被分配到了备用访问类别中。
采用主从策略可以有策略的管理、调配应用服务资源池。可根据服务器运行情况以及服务器的性能消耗情况动态调配资源池资源(动态代理)。此外，还提供了业务类条件设置的接入，应用服务可以根据活动开始时间、活动结束时间、业务量、访问量等业务因素设置主从策略。
具体而言。主从策略包括：
备用应用启动条件设置(启用条件包括告警、过载、业务条件等)；
备用应用停用条件设置(业务条件，如活动结束、业务量等业务因素)；
启用备用应用中的应用组数量设置；
定时启动备用应用；
定时停用应用调整为备用应用。
作为一种具体的实施方式，采用动态路由架构并对资源池中的应用服务进行监测根据主从策略对应用服务进行控制的方法包括以下步骤：
获取主从策略；
对应用服务进行检测；
根据主从策略判断是否满足应用服务停用条件；
若判断结果为是，则根据主从策略停用部分应用服务；
重新加载路由地址组。
在生产环境中，动态路由架构需要对集群资源进行实时监控。包括服务器的内存和cpu的检测(远程调用linux命令获取服务器的运行情况、解析、分析)。这就需要开启一个监听线程，一直对集群资源运行情况做监测和分析。根据主从访问策略设置判断是否具备启用和停用资源池中资源的条件。此监听线程的工作还包括刷新缓存中的资源池信息。一旦主从访问策略发生变化，监听线程需要立即响应。在应用告警的情况下，需要立即启用备用应用服务，这就需要事先在主从策略设置中先设置好备用应用服务的启用策略。当遇到服务告警问题时，就不用被动的去处理问题，而是主动的扩容，避免应用故障带来更大的损失。在问题解除或者访问量回归正常后，就需要停用一些应用服务。可以手动的将部分应用服务设置为备用应用，也可以通过主从策略设置在应用服务正常访问时自动将一些应用服务设置为停用。此外动态路由架构还提供了业务处理情况的监控。应用服务只需要提供业务处理情况的接口，动态路由架构会在监听线程中调用远程接口读取业务处理情况，当满足特定条件则启用或停用备用应用。
将有限的资源(应用服务集群)以资源池的形式进行管理。对资源池中的资源分组、归类。在主从访问策略中对备用资源进行调配，设置备用应用的启用和停用的条件。以上为动态路由架构使用前的准备工作。在完成上述工作后，动态路由架构会提供一个访问应用服务的入口，通过轮询机制，动态分发用户请求。
作为一种优选的实施方式，动态路由架构在初始化时，创建***用于监听配置是否发生改变；若发生改变则刷新本地静态变量和redis中的资源池信息和配置信息。
在实际生产环境中，上架、下架是很正常的事情。应用***的访问量也具有一定波动性。临时调整应用资源是很正常的，这就要求配置在修改后能够即时生效。由于配置保存在缓存中，为了使得修改后的配置能够即时生效，动态路由架构在初始化时，创建了一个***。***用于监听设置是否发生改变。如果发生改变则刷新本地静态变量和redis中的资源池信息和配置信息。
作为一种优选的实施方式，资源池在修改时会生成新的版本号，在保存成功后，与资源池信息一起被加载到本地静态变量和redis中。这样方便redis中资源池信息的加载、更新。通过获取本体静态变量中的版本号与redis中的版本号对比，判断出本地静态变量和redis中的资源池是否是最新；若本体静态变量中版本号小于redis中保存的版本号，则从数据库中查询并刷新本地静态变量中的资源池信息；若redis中保存的版本号小于本体静态变量版本号则更新redis。
更新操作在生产环境下会发生并发情况。所以在更新资源池前，需要使用分布式锁，以防止在更新redis过程中有其他的节点在同时更新。在资源池信息发生变化时也是如此，***在轮询过程中发现本地缓存中的资源池版本与redis中保存的版本不一致时，就需要刷新本地静态变量或者redis中的资源池信息。
动态代理的核心由轮询器和转发器组成。资源池信息被保存在本地静态变量和redis中；每次有新的请求过来时轮询器从redis中获取一个访问量最少的资源，并且在获取完成后自动增加1次访问量。采用分布式锁避免在从轮询器获取应用资源和增加访问次数时出现并发问题。由于轮询器的功能是获取一个应用服务资源。获取到后需要提供给转发器使用，所以不能有过多的逻辑处理。在此处使用分布式锁时，响应时间需要设置在1秒以内，以避免对访问应用服务造成影响。
作为具体的实施方式，通过轮询器计算出代理的应用服务地址；通过转发器截取实际的应用访问地址和请求参数；然后在转发器中将应用服务地址、应用访问地址和请求参数拼接成一个完整的请求；最后再通过转发器将请求转发到实际的应用服务。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，包括：以下步骤：
集群搭建并对集群资源进行划分，所有应用服务视为一个资源池，将资源池中的多个应用服务划分为多个应用服务组并将多个应用服务组分配为主访问类别和从访问类别；
对应用服务设置主从策略；
采用动态路由架构并对资源池中的应用服务进行监测根据主从策略对应用服务进行控制；
动态路由架构提供一个访问应用服务的入口，通过轮询机制，动态分发用户请求。
2.根据权利要求1所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
主从策略包括：
备用应用启动条件设置；
备用应用停用条件设置。
3.根据权利要求2所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
主从策略还包括：
启用备用应用中的应用组数量设置；
定时启动备用应用；
定时停用应用调整为备用应用。
4.根据权利要求1所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
采用动态路由架构并对资源池中的应用服务进行监测根据主从策略对应用服务进行控制的方法包括以下步骤：
获取主从策略；
对应用服务进行检测；
根据主从策略判断是否满足应用服务停用条件；
若判断结果为是，则根据主从策略停用部分应用服务；
重新加载路由地址组。
5.根据权利要求1所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
动态路由架构在初始化时，创建***用于监听配置是否发生改变；若发生改变则刷新本地静态变量和redis中的资源池信息和配置信息。
6.根据权利要求1所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
资源池在修改时会生成新的版本号，在保存成功后，与资源池信息一起被加载到本地静态变量和redis中。
7.根据权利要求6所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
通过获取本体静态变量中的版本号与redis中的版本号对比，判断出本地静态变量和redis中的资源池是否是最新；若本体静态变量中版本号小于redis中保存的版本号，则从数据库中查询并刷新本地静态变量中的资源池信息；若redis中保存的版本号小于本体静态变量版本号则更新redis。
8.根据权利要求1所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
资源池信息被保存在本地静态变量和redis中；每次有新的请求过来时轮询器从redis中获取一个访问量最少的资源，并且在获取完成后自动增加1次访问量。
9.根据权利要求8所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
采用分布式锁避免在从轮询器获取应用资源和增加访问次数时出现并发问题。
10.根据权利要求1所述的以动态路由架构实现的负载均衡方法，其特征在于，
通过轮询器计算出代理的应用服务地址；通过转发器截取实际的应用访问地址和请求参数；然后在转发器中将应用服务地址、应用访问地址和请求参数拼接成一个完整的请求；最后再通过转发器将请求转发到实际的应用服务。
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