WO2018099384A1 - 报文的负载均衡方法、装置及*** - Google Patents

报文的负载均衡方法、装置及*** Download PDF

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WO2018099384A1
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server
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redirect
packet
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王井贵
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04L67/56—Provisioning of proxy services
    • H04L67/563—Data redirection of data network streams

Definitions

  • the present invention relates to the field of load balancing, and in particular, to a load balancing method, apparatus, and system for Internet replication messages.
  • Cache Internet Cache
  • P2P cache peer-to-peer network cache
  • DPI Deep Packet Inspection
  • CDN cache content distribution network cache
  • the current popular load balancing strategy is to use hardware load balancing devices (such as F5, RadWare hardware vendors), as shown in Figure 1, but the disadvantage of this solution is that the hardware load balancing equipment is expensive, and the versatility and scalability are not good.
  • the embodiments of the present invention provide a method, a device, and a system for load balancing a packet, so as to at least solve the problem that a dedicated hardware device is required in the related art to implement load balancing cache control.
  • a load balancing method for a message including:
  • the load balancing server receives the user request message that is imported into the local carrier network, and the load balancing server loads the user request message to the corresponding redirect server.
  • the user request message is copied and introduced at least by one of the following methods: deep packet detection DPI optical access, local domain name server Local DNS access, policy routing access, and port mirroring access.
  • the type of the user request message is at least one of the following: a hypertext transfer protocol HTTP, a peer-to-peer network P2P, a local DNS.
  • the method before the load balancing server load balances the user request packet to the corresponding redirect server, the method further includes:
  • Determining the user request message and determining a user request message that needs to be redirected according to the destination IP address or MAC address of the user request message and the flag set in the user request message.
  • the user request message that needs to be redirected is determined according to the destination IP address or the MAC address of the user request message and the flag set in the user request message, including:
  • the user request packet is forwarded according to the protocol stack.
  • the flag set in the user request packet is compared with a preset value, and if they match, the The user request packet is a user request packet that needs to be redirected, and is stored in the redirect buffer queue. If not, the user request packet is discarded.
  • the load balancing server loads and balances the user request message.
  • the corresponding redirecting server includes: the load balancing server redirects the user request packet that needs to be redirected to the corresponding redirecting server according to the predetermined load balancing policy.
  • the load balancing server is multiple, and each load balancing server corresponds to a different type of user request message.
  • the redirect server is multiple, and the load balancing server selects a corresponding redirect server based on at least one of the following: a quality of service of the redirect server, a routing weight, a balancing policy, and a hash of the target address. .
  • the method further includes: the redirecting server determining, according to the user request packet, a corresponding resource cache server And sending a redirect message to the user; the user initiates a user service request to the corresponding resource cache server according to the redirect message.
  • a load balancing server including:
  • a packet capture pre-processing module configured to receive a user request message that is copied and imported to the local carrier network
  • the request load balancing module is configured to load balance the user request packet to a corresponding redirect server.
  • the user request message is at least introduced by using one of the following methods: DPI optical access, Local DNS access, policy routing access, and port mirroring access.
  • the type of the user request message is at least one of the following: HTTP, P2P, local DNS.
  • the packet capture pre-processing module includes: a routing policy unit, configured to determine, according to the destination IP address/MAC address of the user request packet, a user request packet that needs to be redirected;
  • the parsing unit is configured to parse the user request packet that needs to be redirected, and further determines the user request packet that needs to be load balanced according to the preset filtering rule; and the request redirection unit is configured to satisfy the redirection and responsible for balancing.
  • the user request message is sent to the request load balancing module.
  • the request load balancing module includes: a load balancing decision unit, configured to redirect a user request message that needs to be redirected to a corresponding redirect server according to the configured load balancing policy;
  • the equalization distribution unit is set to distribute the user request message.
  • the request load balancing module includes: a heartbeat keep-alive unit, configured to send and receive a TCP_CHECK message between the load balancing server and the redirect server, and the redirect server is serviceable Stateful detection, heartbeat keepalive parameter configuration, redirect server address maintenance, and display of serviceable statistics; balance policy management unit, configured to configure and deliver the load balancing policy, and start and stop the heartbeat keep-alive service stop.
  • a heartbeat keep-alive unit configured to send and receive a TCP_CHECK message between the load balancing server and the redirect server, and the redirect server is serviceable Stateful detection, heartbeat keepalive parameter configuration, redirect server address maintenance, and display of serviceable statistics
  • balance policy management unit configured to configure and deliver the load balancing policy, and start and stop the heartbeat keep-alive service stop.
  • the load balancing decision unit is further configured to obtain a load balancing policy configuration and a redirect server address list, and obtain a list of serviceable redirect server addresses from the heartbeat keep-alive unit, and count the current redirect server. The available load to increase or decrease the amount of requests from the current redirect server.
  • a load balancing system comprising the load balancing server described in the foregoing, and a redirect server and a resource cache server, wherein
  • the redirecting server is configured to determine a corresponding resource cache server according to the user request packet from the load balancing server, and send a redirect message to the user;
  • the resource cache server is configured to receive a service request from a user and provide a corresponding request resource to the user.
  • the load balancing server is multiple, and each load balancing server corresponds to a different type of user request message.
  • the redirect server is multiple, and the load balancing server selects a corresponding redirect server based on at least one of the following: a quality of service of the redirect server, a routing weight, a balancing policy, and a hash of the target address. .
  • the load balancing server is in the same subnet as the redirect server.
  • the redirect server and the resource cache server are separate Deploy or set up.
  • the load balancing server is used to load the user request packet of the local carrier network to the redirect server, and the user redirection service function is implemented.
  • the cost of the equipment is not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, but not limited to, the load balancing server, and the user redirection service function is implemented. The cost of the equipment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a hardware load balancing framework according to the related art
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a load balancing server processing a copy message and a load balancing framework according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a load balancing server load balancing device access mode according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the composition of a load balancing server load balancing device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of a load balancing server load balancing device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart of preprocessing of packet capture by using a server according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a flow chart showing the operation of implementing a request load balancing function in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a load balancing server processing a copy message and a load balancing framework according to an embodiment of the present invention.
  • the packet capture pre-processing and load balancing are implemented by a load balancing server, which may be a general-purpose server, for example, may be any conventional PC general-purpose server device, and data that is usually deployed in the operator's computer room.
  • a load balancing server which may be a general-purpose server, for example, may be any conventional PC general-purpose server device, and data that is usually deployed in the operator's computer room.
  • configure 10Gigabit The fiber-optic network card device can have a message input and output function.
  • the load balancing server device there is no special requirement for the configuration of the load balancing server device. For a node with a relatively large service bandwidth, a network card device with good performance can be selected. For a node with a small amount of traffic, a network card device with moderate performance can be selected. .
  • the load balancing server receives the packet through the network port of the input stream.
  • the network card does not need to be configured with an IP address.
  • the network interface of the load balancing server that requests the load balancing output stream can configure the local LAN segment IP address. , but requires that the cache server be configured in the same subnet segment.
  • a set of load balancing IP address whitelists is configured on the load balancing server for load balancing packet output.
  • the IP address of the same network segment is configured on the cache server for interface load balancing packets.
  • the load balancing server receives the code stream that is split by the DPI, and filters and analyzes the code stream by processing the routing policy module and the message parsing module in the replication message mechanism.
  • each load balancing device is provided with a different load balancing distribution unit.
  • the redirect server has different roles and roles.
  • the type of packets that need to be captured by each load balancing server may be different. For example, some are responsible for HTTP packet processing and load balancing, and some are responsible for P2P reporting. Context capture and load balancing. Therefore, different packet filtering rules and load balancing policies can be configured for different load balancing requirements. Correspondingly, the packet filtering rules and load balancing policies configured by each load balancing server may also be different.
  • the load balancing device determines, after receiving the packet that meets the requirement, and forwards the packet to the redirecting server according to the preset policy.
  • the system also needs to deploy multiple redirecting servers to balance the packets received by the load balancing server and further parse the packets.
  • the load balancing server receives the DPI optical splitting code stream sent by the network or the domain name request message introduced by the LocalDNS.
  • the newspaper The text type is generally based on TCP or UDP format, such as HTTP protocol packets, P2P packets, and DNS request packets.
  • the embodiment of the invention further provides a load balancing server for processing a copy message and a load balancing device, as shown in FIG. 4 .
  • the apparatus includes a message capture pre-processing module 41 and a request load balancing module 42.
  • the packet capture preprocessing module includes: a routing policy unit 411, a message parsing unit 412, and a request redirection unit 413.
  • the message capture pre-processing module implements control of the incoming code stream by executing configuration commands and setting parameters such as message filtering mode, and the capture instruction includes start and end, and the like.
  • the packet filtering mode includes: packet type, packet eigenvalue, payload of the payload, and configuration of the packet buffer queue.
  • the routing policy unit 411 is configured to process the replication message module to perform routing judgment on the packet on the operating system kernel protocol stack netfilter module.
  • the kernel module works at the chain link of the kernel protocol stack PRE_ROUTING. Then, after the route is judged, the message enters the kernel protocol stack for processing.
  • the message parsing unit 412 that is, the HTTP/P2P GET kernel module, is configured to determine and analyze the link layer packet type and the service packet type, and the packet conforming to the load balancing offload condition (NF_ACCEPT) enters the kernel protocol stack.
  • the load balancing distribution process is processed, and if it does not meet the conditions, it is discarded by the message filtering unit (NF_DROP).
  • the request redirection unit 413 is configured to direct the request of the cache resource to the cache server, parse the valid data packet, and construct a response (eg, http/302) redirect message to the user, thereby implementing the user request. Redirect boot.
  • a response eg, http/302
  • the message capture pre-processing module 41 is responsible for receiving the code stream, and the routing policy unit 411 determines the destination IP address or the destination MAC address of the captured message to determine whether it is the local IP address, and if it is the local machine, the protocol is taken.
  • the stack routing and forwarding process if not the local device, the message parsing unit 412 sets the packet to be parsed, and offsets the payload of the packet by a preset offset, and a preset value. Compare, if the judgment condition is met Upon entering the buffer queue, the message proceeds to the request redirection unit 413 for processing. Implement load balancing control and offload processing for incoming packets. If the judgment condition is not met, the packet is discarded.
  • the request redirection unit constructs a valid data packet, and selects an available cache server according to the available cache server list and corresponding resource information, and redirects the user request to the cache server. It should be noted that the request redirection unit only modifies the HTTP packet. The related resource content in the load is incorporated into the load balancing cache queue. The message is still output to the cache server by the load balancing module.
  • the request load balancing module 42 includes a load balancing decision unit 421, a load balancing distribution unit 422, an equalization policy management unit 423, and a heartbeat keep-alive unit 424.
  • the load balancing decision unit 421 is configured to obtain a load balancing policy configuration and a redirect server address list, and obtain a serviceable redirect server address list from the heartbeat keep-alive unit.
  • the load balancing decision unit also loads the available load of the current redirect server, and is set to increase or decrease the request amount of the current redirect server device.
  • the load balancing distribution unit 422 is configured to distribute the load balancing message.
  • the equalization policy management unit 423 is configured to start and stop the load balancing policy configuration delivery and the heartbeat keep-alive service.
  • the heartbeat keep-alive unit 424 is configured to send and receive TCP_CHECK messages between the load balancing server and the redirect server, to detect service state of the redirect server, configure heartbeat keep-alive parameters, redirect server address maintenance, and Display of service statistics.
  • the embodiment of the present invention further provides a workflow for processing a copy message and a software load balancing device. As shown in FIG. 5, the following processes are included:
  • the user triggers the request to the load balancing server packet capture preprocessing module through the operation of the front end;
  • the request message processing module enters the process of processing the copy message in the load balancing server, and the operating system kernel route pre-processing (PRE_ROUTING) triggers the message parsing module to view the link layer message type of the code stream in the buffer area, and the judgment chain
  • the layer-layer packet type is sent to the local packet (PACKET_HOST). If the packet capture condition is met, the request redirection module is directly sent. Continue processing. If it is another host message (PACKET_OTHERHOST), set the local link layer message type (PACKET_HOST), and send the message to the upper application to continue processing.
  • the load balancing server packet parsing unit determines whether the application layer service packet type is an HTTP/P2P packet. If the condition is met, the process proceeds to the next step.
  • the load balancing server requests the redirecting unit to obtain a list of currently available redirect server addresses
  • the load balancing server requests the redirecting unit to initiate a request redirection call to the redirect server side according to the obtained service address and the service URL;
  • the load balancing server redirects the server's QoS, routing weights, balancing policies, and target address hashes to perform load balancing policy selection, such as whether the redirect server is currently available, whether it times out, etc., and calls load balancing offloading.
  • the interface sends the packet to multiple redirect servers and simultaneously calls the load balancing statistics interface to write to the statistics.
  • the main purpose of the load balancing server to update the statistical service quality is to automatically calculate the available load of the current service, that is, increase or decrease the request amount of the current redirect service device, and timely list from the current redirect server when the unavailable is found. Excluded.
  • the implementation process of the embodiment of the present invention may include processing a copy packet process and a load balancing workflow, which are separately described below.
  • FIG. 6 is a flowchart of preprocessing of packet capture by using a server according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the method includes the following steps:
  • step S601 the load balancing server load balancing device is connected to the network, where the inbound network port is connected to the DPI code stream or the DNS packet.
  • step S602 the DPI optical splitting device is deployed in the network or the load balancing code stream is introduced through the DNS.
  • Step S603 the load balancing server packet capture pre-processing module determines that the load is average
  • the balance server sends the packet whose destination MAC address or destination IP address is not the local packet to the packet parsing unit for processing.
  • Step S604 The message parsing unit in the message pre-preprocessing module parses the message, and after determining the predetermined value setting after a predetermined number of bytes of offset, the packet discarding process does not satisfy the preset condition. If the protocol type satisfies TCP or UDP and the payload of the message is HTTP, P2P, and LocalDNS, the request is redirected to the unit for processing.
  • Step S605 the request redirection unit in the message capture pre-processing module constructs a valid data packet, selects an available redirect server according to the available redirect server IP address list and corresponding resource information, and redirects the user request to load balancing. On the cache server.
  • the redirection server is deployed separately or in combination with the cache server.
  • a redirection server with different functions can be configured.
  • FIG. 7 is a working flowchart of implementing a request load balancing function according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the method includes the following steps:
  • step S711 the redirection server is connected to the network, and the device and the load balancing device are in the same subnet to implement network interworking.
  • Step S712 The user sends an HTTP/P2P request message, and the load balancing server receives the DPI split/DNS request message.
  • Step S713 The redirecting server accesses the network port to receive the output packet of the load balancing server, and the redirecting server receives the user service response packet from the network port.
  • Step S714 configuring the load balancing policy, and redirecting the server address list and the heartbeat keep-alive parameter.
  • Step S715 the load balancing server filters the application layer packet, for the packet class.
  • the type is HTTP/P2P, which is sent to the load balancing module, and vice versa.
  • Step S716 The load balancing server forwards the packet to the load balancing module according to the load balancing condition.
  • Step S717 The request load balancing module obtains a load balancing policy, redirects the server address list, the weight, and the redirect server service state to perform load balancing output on the code stream.
  • a function of configuring a load balancing policy and a function of starting and stopping the heartbeat keep-alive service are also provided.
  • Embodiments of the present invention also provide a storage medium.
  • the storage medium may be arranged to store program code for performing the flow steps in the above embodiments:
  • the foregoing storage medium may include, but not limited to, a USB flash drive, a Read-Only Memory (ROM), a Random Access Memory (RAM), a mobile hard disk, and a magnetic memory.
  • ROM Read-Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • modules or steps of the present invention described above can be implemented by a general-purpose computing device that can be centralized on a single computing device or distributed across a network of multiple computing devices. Alternatively, they may be implemented by program code executable by the computing device such that they may be stored in the storage device by the computing device and, in some cases, may be different from the order herein.
  • the steps shown or described are performed, or they are separately fabricated into individual integrated circuit modules, or a plurality of modules or steps thereof are fabricated as a single integrated circuit module.
  • the invention is not limited to any specific combination of hardware and software.

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Abstract

本发明提供了一种报文的负载均衡方法、装置及***，该方法包括：负载均衡服务器接收复制引入到本地运营商网络的用户请求报文；负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器。通过本发明，利用负载均衡服务器将复制引入到本地运营商网络的用户请求报文负载均衡到重定向服务器上，实现用户重定向服务功能，解决了现有技术中需要专用硬件设备来实现负载均衡缓存控制的问题，并为运营商节省了购买硬件负载均衡设备的费用。

Description

报文的负载均衡方法、装置及*** 技术领域
本发明涉及负载均衡领域，尤其涉及互联网复制报文的负载均衡方法、装置及***。
背景技术
随着宽带互联缓存业务的飞速发展，电信运营商的网络建设已经从传统的基础网络建设转变为面向用户需求的方向发展。互联网业务中各种Web应用，视频下载、端到端访问对带宽消耗非常大，终端用户占据了绝大部分资源，需要找到解决网络瓶颈的手段。
运营商为从互联网应用服务中获取大量增值收益，目前普遍使用互联网缓存(Cache)的策略，在原网络节点部署一定数量带缓存功能的网页缓存(WebCache)设备和对等网络缓存(P2P cache)设备，目前在中国电信和***规范中也要求通过在核心层或者汇聚层部署深度报文检测(Deep Packet Inspection,DPI)分光设备将HTTP和P2P内容热点复制引入本地运营商网络，实现本地缓存就近服务，来提高网络带宽和数据利用率。
但是，要处理DPI分光或者端口镜像复制过来的报文，并响应用户服务请求，需要部署大量的内容分发网络缓存(CDN cache)***设备来处理，如何把这些复制过来的报文负载均衡分流到这些CDN cache***设备上，是迫切需要解决的问题。
目前比较流行的负载均衡策略是采用硬件负载均衡设备(如F5,RadWare硬件厂商)，如图1所示，但该方案缺点是硬件负载均衡设备费用昂贵，通用性和扩展性不好。
发明内容
本发明实施例提供了一种报文的负载均衡方法、装置及***，以至少解决相关技术中需要专用硬件设备来实现负载均衡缓存控制的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种报文的负载均衡方法，包括：
负载均衡服务器接收复制引入到本地运营商网络的用户请求报文；所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器。
在一个实施例中，所述用户请求报文至少通过以下方式之一复制引入：深度报文检测DPI分光接入、本地域名服务器Local DNS接入、策略路由接入、端口镜像接入。
在一个实施例中，所述用户请求报文的类型为以下至少之一：超文本传输协议HTTP、对等网络P2P、local DNS。
在一个实施例中，所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器之前，还包括:
对所述用户请求报文进行解析，并根据所述用户请求报文的目的IP地址或MAC地址，以及所述用户请求报文中所设置的标志来确定需要进行重定向服务的用户请求报文。
在一个实施例中，根据所述用户请求报文的目的IP地址或MAC地址，以及所述用户请求报文中所设置的标志来确定需要进行重定向服务的用户请求报文，包括：
当所述用户请求报文中的目的IP地址或MAC地址为本机地址时，则将所述用户请求报文按照协议栈路由转发。
当所述用户请求报文中的目的IP地址或MAC地址不为本机地址时，则将所述用户请求报文中所设置的标志与预设值进行比较，如果相匹配，则确定所述用户请求报文为需要进行重定向服务的用户请求报文，并将其存入重定向缓冲队列；如果不匹配，则将所述用户请求报文丢弃。
在一个实施例中，所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡 至对应的重定向服务器，包括：所述负载均衡服务器按照预定的负载均衡策略将需要进行重定向服务的用户请求报文重定向至对应的重定向服务器。
在一个实施例中，所述负载均衡服务器为多个，每个负载均衡服务器对应不同类型的用户请求报文。
在一个实施例中，所述重定向服务器为多个，所述负载均衡服务器基于以下至少之一选择对应的重定向服务器：重定向服务器的服务质量，路由权重、均衡策略、目标地址散列情况。
在一个实施例中，所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器之后，还包括：所述重定向服务器根据所述用户请求报文，确定相应的资源缓存服务器，并向用户发送重定向报文；所述用户根据所述重定向报文，向相应的资源缓存服务器发起用户服务请求。
根据本发明的另一实施例，还提供了一种负载均衡服务器，包括：
报文捕获预处理模块，设置为接收复制引入到本地运营商网络的用户请求报文；
请求负载均衡模块：设置为将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器。
在一个实施例中，所述用户请求报文至少通过以下方式之一复制引入：DPI分光接入、Local DNS接入、策略路由接入、端口镜像接入。
在一个实施例中，所述用户请求报文的类型为以下至少之一：HTTP、P2P、local DNS。
在一个实施例中，所述报文捕获预处理模块包括:路由策略单元，设置为根据所述用户请求报文的目的IP地址/MAC地址确定需要进行重定向服务的用户请求报文；报文解析单元，设置为解析需要进行重定向服务的用户请求报文，根据预设的过滤规则进一步确定需要进行负载均衡的用户请求报文；请求重定向单元，设置为将满足重定向和负责均衡的所述用户请求报文发送至所述请求负载均衡模块。
在一个实施例中，所述请求负载均衡模块包括:负载均衡决策单元，设置为按照配置的负载均衡策略将需要进行重定向服务的用户请求报文重定向至对应的重定向服务器；所述负载均衡分发单元，设置为用户请求报文的分发。
在一个实施例中，所述请求负载均衡模块包括:心跳保活单元，设置为所述负载均衡服务器与所述重定向服务器之间TCP_CHECK报文的发送和接收，以及所述重定向服务器可服务状态的检测，心跳保活参数配置，重定向服务器地址维护，以及可服务统计数据的显示；均衡策略管理单元，设置为所述负载均衡策略的配置和下发，以及心跳保活服务的启动和停止。
在一个实施例中，负载均衡决策单元，还设置为获取负载均衡策略配置和重定向服务器地址清单，以及从所述心跳保活单元那里获取可服务的重定向服务器地址清单，统计当前重定向服务器的可用负载，以提高或降低当前重定向服务器的请求量。
根据本发明的又一实施例，还提供了一种负载均衡***，包括前文中所述的负载均衡服务器，以及重定向服务器和资源缓存服务器，其中，
所述重定向服务器，设置为根据来自所述负载均衡服务器的所述用户请求报文，确定相应的资源缓存服务器，并向用户发送重定向报文；
所述资源缓存服务器，设置为接收来自用户的服务请求，并向用户提供对应的请求资源。
在一个实施例中，所述负载均衡服务器为多个，每个负载均衡服务器对应不同类型的用户请求报文。
在一个实施例中，所述重定向服务器为多个，所述负载均衡服务器基于以下至少之一选择对应的重定向服务器：重定向服务器的服务质量，路由权重、均衡策略、目标地址散列情况。
在一个实施例中，所述负载均衡服务器与所述重定向服务器位于同一子网中。
在一个实施例中，所述重定向服务器和所述资源缓存服务器分别单独 部署或者合设。
在本发明实施例中，通过部署负载均衡服务器将复制引入到本地运营商网络的用户请求报文负载均衡到重定向服务器上，实现用户重定向服务功能，同时，为运营商节省购买硬件负载均衡设备的费用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的硬件负载均衡框架示意图；
图2是根据本发明实施例的负载均衡服务器处理复制报文及负载均衡框架示意图；
图3是根据本发明实施例的负载均衡服务器负载均衡设备接入方式示意图；
图4是根据本发明实施例的负载均衡服务器负载均衡装置组成示意图；
图5是根据本发明实施例的负载均衡服务器负载均衡装置的工作流程图；
图6是本发明实施例中利用服务器进行报文捕获预处理流程图；
图7是本发明实施例中实现请求负载均衡功能的工作流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图2是根据本发明实施例的负载均衡服务器处理复制报文及负载均衡框架示意图。在本实施例中，报文捕获预处理和负载均衡由负载均衡服务器实现，该负载均衡服务器可以是一种通用服务器，例如，可以为任意常规PC通用服务器设备，通常部署在运营商机房的数据网络中，配置万兆 光纤网卡设备，能够具有报文输入输出功能。
在本实施例中，对于负载均衡服务器设备的配置没有特殊要求，对于业务带宽比较大的节点，可以选择配置性能好的网卡设备，对于业务量较小的节点，可以选配性能适中的网卡设备。
根据现网组网实际情况，负载均衡服务器通过输入码流的网口来接收报文，该网卡不需要配置IP地址，负载均衡服务器请求负载均衡输出码流的网口可以配置本地局域网段IP地址，但要求跟缓存服务器配置在同一子网段内。同时，在负载均衡服务器上配置一组负载均衡IP地址白名单，用于负载均衡报文输出。相应地，在缓存服务器上配置相同网段的IP地址，用于接口负载均衡报文。
在一个实施例中，如图2所示，负载均衡服务器接收DPI分光过来的码流，通过处理复制报文机制中的路由策略模块、报文解析模块来过滤和分析码流。
由于在一些使用场景中根据入向码流的带宽不同，可能有多个负载均衡装置，相应地，每个负载均衡装置都设置不同的负载均衡分发单元。
同时，在实际应用中，重定向服务器有不同功能的角色分工，要求每个负载均衡服务器所需要捕获的报文类型可能不同，如有的负责HTTP报文处理及负载均衡，有的负责P2P报文捕获及负载均衡，因此对于不同的负载均衡需求，可以配置不同的报文过滤规则及负载均衡策略。相应地，每个负载均衡服务器配置的报文过滤规则及负载均衡策略也可以不一样。
所述负载均衡装置根据预设策略，确定接收到满足需求的报文后，转发所述报文给重定向服务器。
同样地，由于每个重定向服务器处理带宽能力的限制，本***也需要部署多个重定向服务器来均衡接收负载均衡服务器输出的报文，并对报文做进一步的解析处理。
在本发明的实施例中，如图3所示，该负载均衡服务器接收网络中发来的DPI分光码流，或者通过LocalDNS引入的域名请求报文。其中，报 文类型一般都是基于TCP或者UDP格式的报文，例如HTTP协议报文，P2P报文和DNS请求报文。
本发明实施例还提供了一种负载均衡服务器处理复制报文及负载均衡装置，如图4所示。所述装置包括：报文捕获预处理模块41和请求负载均衡模块42。
所述报文捕获预处理模块包括：路由策略单元411、报文解析单元412和请求重定向单元413。报文捕获预处理模块通过执行配置指令和设置报文过滤模式等参数，实现对入向码流的控制，捕获指令包括开始、结束等。报文过滤模式包括：报文类型，报文特征值，报文负载(payload)偏移量和报文缓冲队列的配置。
所述路由策略单元411，设置为处理复制报文模块在操作***内核协议栈netfilter模块上对报文进行路由判断。该内核模块工作在内核协议栈PRE_ROUTING入口chain链处。然后经过路由判断后，报文进入到内核协议栈处理。
所述报文解析单元412，即HTTP/P2P GET内核模块，设置为对链路层报文类型和服务报文类型进行判断和分析，符合负载均衡分流条件(NF_ACCEPT)的报文进入内核协议栈的负载均衡分发流程处理，不符合条件则被报文过滤单元丢弃(NF_DROP)。
所述请求重定向单元413，设置为将缓存资源的请求引导到缓存服务器，解析有效数据报文，并构造响应的(如http/302)重定向报文发送给用户，以此实现用户请求的重定向引导。
在一个实施例中，报文捕获预处理模块41负责接收码流，路由策略单元411确定捕获报文的目的IP地址或者目的MAC地址来判断是否为本机IP地址，如是本机，则走协议栈路由转发流程，如不是本机，则报文解析单元412将这类捕获的报文设置报文解析标签，并对报文负载(payload)按预设偏移量偏移，和预设值进行比较，如果满足判断条件则 入缓冲队列，报文进入到请求重定向单元413来处理。实现对入向报文的负载均衡控制和分流处理。如果不满足判断条件则将报文丢弃处理。请求重定向单元构造有效数据包，根据可用的缓存服务器名单及相应资源信息，选择可用的缓存服务器，将用户请求重定向到缓存服务器上，需要说明的是，请求重定向单元只修改HTTP报文中的相关资源内容，并入负载均衡缓存队列。报文仍然由负载均衡模块输出到缓存服务器。
所述请求负载均衡模块42包括：负载均衡决策单元421，负载均衡分发单元422，均衡策略管理单元423和心跳保活单元424。
所述负载均衡决策单元421，设置为获取负载均衡策略配置和重定向服务器地址清单，以及从心跳保活单元那里获取可服务的重定向服务器地址清单。负载均衡决策单元还负载统计当前重定向服务器的可用负载，设置为提高还是降低当前重定向服务器设备的请求量。
所述负载均衡分发单元422，设置为负载均衡报文的分发。
所述均衡策略管理单元423，设置为负载均衡策略配置下发和心跳保活服务的启动和停止。
所述心跳保活单元424，设置为负载均衡服务器和重定向服务器之间TCP_CHECK报文的发送和接收，重定向服务器可服务状态的检测，心跳保活参数配置，重定向服务器地址维护，以及可服务统计数据的显示。
本发明实施例还提供了一种处理复制报文及软件负载均衡装置的工作流程，如图5所示，包括如下流程：
首先，用户通过前端的操作，触发请求到负载均衡服务器报文捕获预处理模块；
其次，请求报文处理模块在负载均衡服务器内部进入处理复制报文流程，由操作***内核路由预处理(PRE_ROUTING)触发报文解析模块查看缓存区中码流的链路层报文类型，判断链路层报文类型为发往本机报文(PACKET_HOST)，如果满足报文捕获条件，则直接送请求重定向模块 继续处理，如果为其他主机报文(PACKET_OTHERHOST)，则设置为本机链路层报文类型(PACKET_HOST)，送报文给上层应用程序继续处理。
进一步地，负载均衡服务器报文解析单元判断应用层服务报文类型是否为HTTP/P2P报文，如满足条件，则进入下一步流程处理。
进一步地，负载均衡服务器请求重定向单元获取当前可用的重定向服务器地址清单；
进一步地，负载均衡服务器请求重定向单元根据获取到的服务地址和服务URL，向重定向服务器方发起请求重定向调用；
进一步地，负载均衡服务器将重定向服务器方的服务质量，路由权重、均衡策略以及目标地址散列情况，进行负载均衡策略选择，例如重定向服务器当前是否可用，是否超时等类型，调用负载均衡分流接口，将报文发送到多个重定向服务器，同时调用负载均衡统计接口写入到统计数据中；
进一步地，返回负载均衡业务请求处理结果；
在该实施方式中，所述负载均衡服务器更新统计服务质量的主要目的在于自动计算当前服务的可用负载，即提高还是降低当前重定向服务设备的请求量，发现不可用时及时从当前重定向服务器列表中剔除。
在实际应用中，本发明实施例的实现过程可以包括处理复制报文流程和负载均衡工作流程两个方面，以下分别进行描述。
图6是本发明实施例中利用服务器进行报文捕获预处理流程图，如图6所示，包括以下步骤：
步骤S601，将所述负载均衡服务器负载均衡装置接入网络中，其中入向网口接DPI码流，或者DNS报文。
步骤S602，将所述DPI分光设备部署到网络中或者通过DNS方式引入负载均衡码流。
步骤S603，负载均衡服务器报文捕获预预处理模块判断所述负载均 衡服务器将链路层报文目的MAC地址或者目的IP地址不是本机的报文则送报文解析单元处理。
步骤S604，报文捕获预预处理模块中的报文解析单元对报文进行解析，经过预定数量字节偏移量后判断满足预定值设置，不满足预置条件的报文丢弃处理。如协议类型满足TCP或者UDP且报文负载(payload)为HTTP、P2P和LocalDNS报文则送请求重定向单元处理。
步骤S605，报文捕获预预处理模块中的请求重定向单元构造有效数据包，根据可用的重定向服务器IP地址名单及相应资源信息，选择可用的重定向服务器，将用户请求重定向负载均衡到缓存服务器上。
该实施例中，为了处理复制报文功能，还提供了启动和卸载HTTP/P2P内核模块的功能，以及启动和停止报文抓取的功能命令。可以通过Linux***提供的shell脚本完成。
该本实施例中，重定向服务器单独部署，也可以和缓存服务器合设，根据报文类型及功能角色不同，可以配置不同功能的重定向服务器。
图7是本发明实施例中实现请求负载均衡功能的工作流程图，如图7所示，包括以下步骤：
步骤S711，将所述重定向服务器接入网络中，确保该设备和负载均衡设备在同一个子网中，实现网络互通。
步骤S712，用户发出HTTP/P2P请求报文，所述负载均衡服务器接收DPI分光/DNS请求报文。
步骤S713，所述重定向服务器接入网口接收负载均衡服务器的输出报文，重定向服务器接出网口返回用户服务响应报文。
步骤S714，配置所述负载均衡策略，及重定向服务器地址清单和心跳保活参数。
步骤S715，所述负载均衡服务器对于应用层报文过滤，对于报文类 型是HTTP/P2P，送负载均衡模块处理，反之则丢弃处理。
步骤S716，所述负载均衡服务器对符合负载均衡条件的报文送请求负载均衡模块转发。
步骤S717，所述请求负载均衡模块获取负载均衡策略，重定向服务器地址清单、权重及重定向服务器可服务状态对码流进行负载均衡输出。
在本实施例中，为了管理请求负载均衡功能，还提供了配置负载均衡策略的功能，以及启动和停止心跳保活服务的功能。
本发明的实施例还提供了一种存储介质。该存储介质可以被设置为存储用于执行上述实施例中的流程步骤的程序代码：
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

  1. 一种报文的负载均衡方法，包括：
    负载均衡服务器接收复制引入到本地运营商网络的用户请求报文；
    所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户请求报文至少通过以下方式之一复制引入：
    深度报文检测DPI分光接入、本地域名服务器Local DNS接入、策略路由接入、端口镜像接入。
  3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户请求报文的类型为以下至少之一：超文本传输协议HTTP、对等网络P2P、local DNS。
  4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器之前，还包括:
    对所述用户请求报文进行解析，并根据所述用户请求报文的目的IP地址或MAC地址，以及所述用户请求报文中所设置的标志来确定需要进行重定向服务的用户请求报文。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其中，根据所述用户请求报文的目的IP地址或MAC地址，以及所述用户请求报文中所设置的标志来确定需要进行重定向服务的用户请求报文，包括：
    当所述用户请求报文中的目的IP地址或MAC地址为本机地址时，则将所述用户请求报文按照协议栈路由转发。
  6. 根据权利要求5所述的方法，还包括：
    当所述用户请求报文中的目的IP地址或MAC地址不为本机地址时，则将所述用户请求报文中所设置的标志与预设值进行比较，如果 相匹配，则确定所述用户请求报文为需要进行重定向服务的用户请求报文，并将其存入重定向缓冲队列；如果不匹配，则将所述用户请求报文丢弃。
  7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器，包括：
    所述负载均衡服务器按照预定的负载均衡策略将需要进行重定向服务的用户请求报文重定向至对应的重定向服务器。
  8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述负载均衡服务器为多个，每个负载均衡服务器对应不同类型的用户请求报文。
  9. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述重定向服务器为多个，所述负载均衡服务器基于以下至少之一选择对应的重定向服务器：重定向服务器的服务质量，路由权重、均衡策略、目标地址散列情况。
  10. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述负载均衡服务器将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器之后，还包括：
    所述重定向服务器根据所述用户请求报文，确定相应的资源缓存服务器，并向用户发送重定向报文；
    用户根据所述重定向报文，向相应的资源缓存服务器发起用户服务请求。
  11. 一种负载均衡服务器，包括：
    报文捕获预处理模块，设置为接收复制引入到本地运营商网络的用户请求报文；
    请求负载均衡模块：设置为将所述用户请求报文负载均衡至对应的重定向服务器。
  12. 根据权利要求11所述的负载均衡服务器，其中，所述用户请求报文至少通过以下方式之一复制引入：
    深度报文检测DPI分光接入、本地域名服务器Local DNS接入、策略路由接入、端口镜像接入。
  13. 根据权利要求11所述的负载均衡服务器，其中，所述用户请求报文的类型为以下至少之一：超文本传输协议HTTP、对等网络P2P、local DNS。
  14. 根据权利要求11所述的负载均衡服务器，其中，所述报文捕获预处理模块包括:
    路由策略单元，设置为根据所述用户请求报文的目的IP地址或MAC地址确定需要进行重定向服务的用户请求报文；
    报文解析单元，设置为解析需要进行重定向服务的用户请求报文，根据预设的过滤规则进一步确定需要进行负载均衡的用户请求报文；
    请求重定向单元，设置为将满足重定向和负责均衡的所述用户请求报文发送至所述请求负载均衡模块。
  15. 根据权利要求11所述的负载均衡服务器，其中，所述请求负载均衡模块包括:
    负载均衡决策单元，设置为按照配置的负载均衡策略将需要进行重定向服务的用户请求报文重定向至对应的重定向服务器；
    负载均衡分发单元，设置为用户请求报文的分发。
  16. 根据权利要求15所述的负载均衡服务器，其中，所述请求负载均衡模块包括:
    心跳保活单元，设置为所述负载均衡服务器与所述重定向服务器之间TCP_CHECK报文的发送和接收，以及所述重定向服务器可服务状态的检测，心跳保活参数配置，重定向服务器地址维护，以及可服务统计数据的显示；
    均衡策略管理单元，设置为所述负载均衡策略的配置和下发，以及心跳保活服务的启动和停止。
  17. 根据权利要求16所述的负载均衡服务器，其中，
    负载均衡决策单元，还设置为获取负载均衡策略配置和重定向服务器地址清单，以及从所述心跳保活单元那里获取可服务的重定向服务器地址清单，统计当前重定向服务器的可用负载，以提高或降低当前重定向服务器的请求量。
  18. 一种负载均衡***，包括权利要求11-17任一项所述的负载均衡服务器，以及重定向服务器和资源缓存服务器，其中，
    所述重定向服务器，设置为根据来自所述负载均衡服务器的所述用户请求报文，确定相应的资源缓存服务器，并向用户发送重定向报文；
    所述资源缓存服务器，设置为接收来自用户的服务请求，并向用户提供对应的请求资源。
  19. 根据权利要求18所述的负载均衡***，其中，所述负载均衡服务器为多个，每个负载均衡服务器对应不同类型的用户请求报文。
  20. 根据权利要求18所述的负载均衡***，其中，所述重定向服务器为多个，所述负载均衡服务器基于以下至少之一选择对应的重定向服务器：重定向服务器的服务质量，路由权重、均衡策略、目标地址散列情况。
  21. 根据权利要求18所述的负载均衡***，其中，所述负载均衡服务器与所述重定向服务器位于同一子网中。
  22. 根据权利要求18所述的负载均衡***，其中，所述重定向服务器和所述资源缓存服务器分别单独部署或者合设。
  23. 一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，执行权利要求1至10中任一项所述的方法。
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