專利名稱：擴充數(shù)據(jù)流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擴充數(shù)據(jù)流量的方法，特別是一種第一負(fù)載平衡器根據(jù)負(fù)載情況來激活第二負(fù)載平衡器的擴充數(shù)據(jù)流量的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)普及的狀況之下，一些規(guī)模較大的網(wǎng)站每天可能要接受上百萬的使用者請求，對單一機器的負(fù)載量而言，可能無法處理如此大量的請求。最簡單的考量，是加強這部機器的硬件能力，但是這種想法并不夠經(jīng)濟，加上單一機器在發(fā)生問題時，整個網(wǎng)站的服務(wù)就完全停擺，所以另一種可能性就是，用許多機器來分擔(dān)處理這些要求，用一部機器來處理平衡流量(Load Balancing)以及作為對外溝通的窗口，使用者在送出要求時，面對的是一部超強的大型服務(wù)器，但實際上，處理這些要求的其實是一群叢集(cluster)，如此可以在比較經(jīng)濟的層面上實際提升處理能力，而不必考慮以工作站等級的服務(wù)器作為主要的服務(wù)硬件。
舉例來說，當(dāng)一個對虛擬服務(wù)器的請求傳到負(fù)載平衡器上時，負(fù)載平衡器首先檢查該封包是否有對應(yīng)虛擬服務(wù)器上特定的連接端口(紀(jì)錄在虛擬服務(wù)列表中)，如果有，則接著檢查內(nèi)部叢集中有多少聯(lián)機，以及各部機器的聯(lián)機狀況。經(jīng)由特殊的排程算法，負(fù)載平衡器選出最適合接受此一聯(lián)機的實際服務(wù)器，將此一聯(lián)機請求轉(zhuǎn)給實際的服務(wù)器，讓適當(dāng)?shù)姆?wù)器處理這個要求與響應(yīng)。當(dāng)服務(wù)器送出響應(yīng)的封包時，負(fù)載平衡器會對封包作處理，將內(nèi)部服務(wù)器的真正IP(屬于私有IP)修改成虛擬服務(wù)器的外界實際IP，之后等待聯(lián)機時間終了，再將此一聯(lián)機自虛擬服務(wù)列表中移除。對使用者而言，要求只是在跟負(fù)載平衡器(也就是虛擬的服務(wù)器)溝通。
在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用一臺主負(fù)載平衡器負(fù)責(zé)處理用戶端的數(shù)據(jù)，再使用另一臺次負(fù)載平衡器作為備份數(shù)據(jù)，只有在主負(fù)載平衡器失效時，次負(fù)載平衡器才會接管主平衡器的工作，不至于讓用戶端有中斷的感覺。主負(fù)載平衡器的優(yōu)點是服務(wù)器可以運行任何支持TCP/IP的操作系統(tǒng)，它只需要一個網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址配置在負(fù)載平衡器上，服務(wù)器組可以用私有網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址。缺點是它的負(fù)載能力有限，因為在網(wǎng)絡(luò)中請求和響應(yīng)封包都需要通過主負(fù)載平衡器，當(dāng)主負(fù)載平衡器超載時，會導(dǎo)致用戶端長時間的等待，另外主負(fù)載平衡器的擴充有限，所以主負(fù)載平衡器本身有可能成為系統(tǒng)的新瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題在于提供一種具有備份及可擴充數(shù)據(jù)流量的方法，借以解決先前技術(shù)所存在的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所公開的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含至少一用戶端、至少兩個負(fù)載平衡器及至少一服務(wù)器，包含有下列步驟第一負(fù)載平衡器建立判別值及設(shè)定碼；服務(wù)器通過第一負(fù)載平衡器與各個用戶端進行三方交握；各個用戶端傳送聯(lián)機請求至第一負(fù)載平衡器；第一負(fù)載平衡器計算接收的聯(lián)機請求數(shù)目；第一負(fù)載平衡器確認(rèn)聯(lián)機請求數(shù)目不小于判別值；第一負(fù)載平衡器以設(shè)定碼編輯鏈接表，以增加第二負(fù)載平衡器；第一負(fù)載平衡器及第二負(fù)載平衡器接收聯(lián)機請求；第一負(fù)載平衡器及第二負(fù)載平衡器將各個聯(lián)機請求轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器；及各個用戶端與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存取。
采用本發(fā)明的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，第一負(fù)載平衡器能自動確認(rèn)是否超載的情況來編輯鏈接表，以激活第二負(fù)載平衡器，達到迅速將用戶端的請求轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器，因此增加負(fù)載平衡器的處理能力。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為根據(jù)本發(fā)明所公開的實施例的方塊圖；及圖2為根據(jù)本發(fā)明所公開的擴充數(shù)據(jù)流量的方法流程圖。
其中，附圖標(biāo)記1、用戶端12、用戶端23、第一負(fù)載平衡器 4、第二負(fù)載平衡器6、封包過濾器 7、實際服務(wù)器
8、服務(wù)器 9、第一封包過濾器10、第二封包過濾器具體實施方式
用戶端數(shù)目和網(wǎng)絡(luò)流量以幾何級數(shù)增長，對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可伸縮性提出很高的要求。為用戶端提供連結(jié)的Web站點會因為被連結(jié)的次數(shù)急劇增長和不能及時處理用戶端的請求，而導(dǎo)致用戶端長時間的等待。因此，根據(jù)本發(fā)明可以解決負(fù)載平衡器的超載情況。
圖1為根據(jù)本發(fā)明所公開的實施例，此實施例以兩個負(fù)載平衡器為例，其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含有至少一用戶端1、2、第一負(fù)載平衡器3、第二負(fù)載平衡器4、至少一個服務(wù)器8、第一封包過濾器9及第二封包過濾器10，而服務(wù)器8則包含有實際服務(wù)器7及封包過濾器6。第一負(fù)載平衡器3通過第一封包過濾器9所接收的請求數(shù)目，以自動判別是否超載的情況來激活第二負(fù)載平衡器4，以達到將用戶端1、2的請求直接轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器8，使得用戶端1、2不因受到第一負(fù)載平衡器3超載的影響，而導(dǎo)致用戶端1、2長時間的等待。當(dāng)?shù)谝回?fù)載平衡器3判別已超載時，第一負(fù)載平衡器3通過鏈接表(HashTable)將第二負(fù)載平衡器4的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址及網(wǎng)絡(luò)卡的實體地址均設(shè)定為相同，以讓第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4均執(zhí)行將用戶端的請求直接轉(zhuǎn)發(fā)至選定的服務(wù)器8。
此時，第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4均可通過第一封包過濾器9及第二封包過濾器10接收來至多個用戶端1、2的請求，第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4可將接收的請求直接轉(zhuǎn)發(fā)至選定的服務(wù)器8。直到用戶端1、2的請求已不超過第一負(fù)載平衡器3時，再次編輯鏈接表，也就是更改回第二負(fù)載平衡器原本的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址及網(wǎng)絡(luò)卡的實體地址，只讓第一負(fù)載平衡器3通過第一封包過濾器9接收來至用戶端的請求，并直接轉(zhuǎn)發(fā)至選定的服務(wù)器8，而第二負(fù)載平衡器4則執(zhí)行備份數(shù)據(jù)的動作。其中第一負(fù)載平衡器3內(nèi)儲存有設(shè)定碼及鏈接表，而鏈接表中儲存有鏈接算法，并通過鏈接演算將接收的請求分配于負(fù)載平衡器3、4中，以轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)到的服務(wù)器8。
用戶端1、2為使用者接口，可以依照使用者的需求送出請求及相對應(yīng)于請求的各種封包，并接受來自服務(wù)器8的數(shù)據(jù)或封包。第一負(fù)載平衡器3通過第一封包過濾器9檢視來自于使用者的請求的內(nèi)容，并負(fù)責(zé)將用戶端1、2的請求直接轉(zhuǎn)發(fā)到選定的服務(wù)器8上執(zhí)行。服務(wù)器8真正執(zhí)行用戶端1、2請求，執(zhí)行的請求服務(wù)有WEB、FTP和DNS等。當(dāng)服務(wù)器8執(zhí)行用戶端1、2的請求須通過第一負(fù)載平衡器3或第二負(fù)載平衡器4直接轉(zhuǎn)發(fā)至實際服務(wù)器7處理，而所有要自服務(wù)器8傳送出去的數(shù)據(jù)也須先由實際服務(wù)器7進入封包過濾器6傳送出去。其中封包過濾器6通常為服務(wù)器8中的軟件程序的形式存在來發(fā)揮功能，例如防火墻。其中封包過濾器6、第一封包過濾器9及第二封包過濾器10中的功能是一致的。其詳細(xì)運作及連接方塊將于下段中描述。
當(dāng)用戶端1、2通過第一負(fù)載平衡器3的外部網(wǎng)址(Virtual IP Address)進行連結(jié)服務(wù)時，第一負(fù)載平衡器3通過第一封包過濾器9將接收到多個用戶端1、2的聯(lián)機請求時，第一負(fù)載平衡器3計算接收到的聯(lián)機請求的數(shù)目是否已超過能處理的上限，當(dāng)?shù)谝回?fù)載平衡器3認(rèn)定接收到的聯(lián)機請求的數(shù)目已超過能負(fù)載的上限時，則會根據(jù)設(shè)置于第一負(fù)載平衡器3中的設(shè)定碼編輯鏈接表，來設(shè)定及激活第二負(fù)載平衡器4，以分擔(dān)第一負(fù)載平衡器3的負(fù)載量。
第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4均以負(fù)載平衡方法選出一個實際服務(wù)器7，并將目標(biāo)網(wǎng)址(即是第一負(fù)載平衡器3的外部網(wǎng)址)重新指向內(nèi)部實際提供服務(wù)服務(wù)器7的網(wǎng)址。同時，第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4將這個連接紀(jì)錄于鏈接表中。當(dāng)實際服務(wù)器7響應(yīng)用戶端1、2的請求時，需通過封包過濾器6再經(jīng)過之前轉(zhuǎn)發(fā)的負(fù)載平衡器(第一負(fù)載平衡器3或第二負(fù)載平衡器4)，再由負(fù)載平衡器將來源地址(用戶端1、2的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址)和來源端口(用戶端1、2的埠號)改為第一負(fù)載平衡器3的外部網(wǎng)址和相應(yīng)的埠，再直接將響應(yīng)發(fā)給用戶端1、2。當(dāng)連接終止或超時，第一負(fù)載平衡器3會將這個連接從鏈接表中刪除。這樣，用戶端1、2所看到的只在第一負(fù)載平衡器3的外部網(wǎng)址上提供的服務(wù)。其中當(dāng)?shù)谝回?fù)載平衡器3所接收到的聯(lián)機請求的數(shù)目未超過第一負(fù)載平衡器1的能負(fù)載的上限時維持現(xiàn)狀，也就是說第二負(fù)載平衡器4只有執(zhí)行備份數(shù)據(jù)的功能。
此外，當(dāng)?shù)谝回?fù)載平衡器3故障時，第二負(fù)載平衡器4通過對鏈接表的編輯，即可將聯(lián)機請求重新選至第二負(fù)載平衡器4，以繼續(xù)執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)用戶端1、2的聯(lián)機請求的動作。其中鏈接表可通過第一及第二負(fù)載平衡器3、4及服務(wù)器8共同維護，以確保鏈接表的統(tǒng)一。
如圖2所示，為根據(jù)本發(fā)明所公開的擴充數(shù)據(jù)流量的方法流程圖，此方法應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含至少一用戶端1、2、至少兩個負(fù)載平衡器3、4及至少一服務(wù)器8；而服務(wù)器包含有封包過濾器6及實際服務(wù)器7，包含有下列步驟首先，第一負(fù)載平衡器3建立判別值及設(shè)定碼(步驟100)；服務(wù)器8通過第一負(fù)載平衡器3與各個用戶端1、2進行三方交握(步驟110)；各個用戶端1、2傳送聯(lián)機請求至第一負(fù)載平衡器3(步驟120)，也就是說通過第一負(fù)載平衡器3中的第一封包過濾器9接收來至用戶端1、2的聯(lián)機請求，而聯(lián)機請求的內(nèi)容為用戶端1、2的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址、端口號及防火墻標(biāo)記的群組。第一負(fù)載平衡器3計算接收的聯(lián)機請求數(shù)目(步驟130)；第一負(fù)載平衡器3確認(rèn)聯(lián)機請求數(shù)目不小于判別值(步驟140)，其中當(dāng)?shù)谝回?fù)載平衡器3確認(rèn)聯(lián)機請求數(shù)目小于判別值時，執(zhí)行第一負(fù)載平衡器3直接將各個聯(lián)機請求轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器8(步驟170)。接著第一負(fù)載平衡器3以設(shè)定碼編輯鏈接表，以增加第二負(fù)載平衡器4(步驟150)，也就是說第一負(fù)載平衡器3再根據(jù)鏈接表設(shè)定第二負(fù)載平衡器4，使其具有相同的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址(步驟151)，及相同的網(wǎng)絡(luò)卡的實體地址(步驟152)。
然后，第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4接收聯(lián)機請求(步驟160)；也就是說，第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4以鏈接算法運算各個聯(lián)機請求的內(nèi)容，取得至少一個計算值(步驟161)；且第一負(fù)載平衡器3及第二負(fù)載平衡器4將各個計算值對應(yīng)鏈接表，以選定可接收的聯(lián)機請求(步驟162)。其中鏈接算法儲存于鏈接表內(nèi)，且鏈接算法以數(shù)學(xué)邏輯規(guī)則運算，取得至少一個計算值。其中數(shù)學(xué)邏輯規(guī)則為加法、減法、乘法及除法的組合。
此以一個聯(lián)機請求的內(nèi)容來舉例說明，聯(lián)機請求的內(nèi)容包含有用戶端1、2網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址10.190.5.16及端口號為5567等，則鏈接算法的程序為將用戶端1、2網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址10.190.5.16及端口號為5567做相加運算，以得到一總數(shù)值，也即是10+190+5+16+5567得到5788的總數(shù)值，接著再將5788除以模值8得到商數(shù)為723余數(shù)為4，而余數(shù)4也就是上述的計算值。其中模值根據(jù)鏈接表對比所得。
然后，第一及第二負(fù)載平衡器3、4將各個聯(lián)機請求轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器8(步驟170)。最后，各個用戶端1、2與服務(wù)器8進行數(shù)據(jù)存取(步驟180)。
本發(fā)明的效果在于第一負(fù)載平衡器3能自動確認(rèn)是否超載的情況來編輯鏈接表以激活第二負(fù)載平衡器4，達到將用戶端的請求轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器，以讓用戶端不因受到負(fù)載平衡器的影響而導(dǎo)致用戶端長時間的等待，因此增加負(fù)載平衡器的處理能力。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種擴充數(shù)據(jù)流量的方法，應(yīng)用于一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含至少一用戶端、至少兩個負(fù)載平衡器及至少一服務(wù)器，包含有下列步驟一第一負(fù)載平衡器建立一判別值及一設(shè)定碼；該服務(wù)器通過該第一負(fù)載平衡器與各該用戶端進行三方交握；各該用戶端傳送一聯(lián)機請求至該第一負(fù)載平衡器；該第一負(fù)載平衡器計算接收的該聯(lián)機請求數(shù)目；該第一負(fù)載平衡器確認(rèn)該聯(lián)機請求數(shù)目不小于該判別值；該第一負(fù)載平衡器以該設(shè)定碼編輯一鏈接表，以增加一第二負(fù)載平衡器；該第一負(fù)載平衡器及該第二負(fù)載平衡器接收該聯(lián)機請求；該第一負(fù)載平衡器及該第二負(fù)載平衡器將各該聯(lián)機請求轉(zhuǎn)發(fā)至該服務(wù)器；及各該用戶端與該服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，其特征在于，該第一負(fù)載平衡器以一設(shè)定碼編輯一鏈接表，以增加該第二負(fù)載平衡器的步驟，包含有下列步驟該第一負(fù)載平衡器根據(jù)該鏈接表設(shè)定該第二負(fù)載平衡器具有相同的一網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址；及該第一負(fù)載平衡器根據(jù)該鏈接表設(shè)定該第二負(fù)載平衡器具有相同的一網(wǎng)絡(luò)卡的實體地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，其特征在于，該第一負(fù)載平衡器及該第二負(fù)載平衡器接收該聯(lián)機請求的步驟，包含下列步驟該第一負(fù)載平衡器及該第二負(fù)載平衡器以一鏈接算法運算各該聯(lián)機請求的內(nèi)容，取得至少一個計算值；及該第一負(fù)載平衡器及該第二負(fù)載平衡器將各該計算值對應(yīng)該鏈接表，以選定可接收的該聯(lián)機請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，其特征在于，該聯(lián)機請求的內(nèi)容為該用戶端的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址地址、端口號及防火墻標(biāo)記的群組。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，其特征在于，該鏈接算法儲存于鏈接表內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，其特征在于，當(dāng)該第一負(fù)載平衡器確認(rèn)該聯(lián)機請求數(shù)目小于該判別值時，執(zhí)行該第一負(fù)載平衡器直接將各該聯(lián)機請求轉(zhuǎn)發(fā)至該服務(wù)器的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，其特征在于，各該服務(wù)器包含有一實體服務(wù)器及一封包過濾器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴充數(shù)據(jù)流量的方法，其特征在于，各該用戶端傳送一聯(lián)機請求至該第一負(fù)載平衡器的步驟，通過該第一負(fù)載平衡器中的一第一封包過濾器接收。
全文摘要
本發(fā)明公開一種擴充數(shù)據(jù)流量的方法，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含至少一用戶端、至少兩個負(fù)載平衡器及至少一服務(wù)器，第一負(fù)載平衡器建立判別值及設(shè)定碼；服務(wù)器通過第一負(fù)載平衡器與各個用戶端進行三方交握；各個用戶端傳送聯(lián)機請求至第一負(fù)載平衡器；第一負(fù)載平衡器計算接收的聯(lián)機請求數(shù)目；第一負(fù)載平衡器確認(rèn)聯(lián)機請求數(shù)目不小于判別值；第一負(fù)載平衡器以設(shè)定碼編輯鏈接表，以增加第二負(fù)載平衡器；第一負(fù)載平衡器及第二負(fù)載平衡器接收聯(lián)機請求；第一負(fù)載平衡器及第二負(fù)載平衡器將各個聯(lián)機請求轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器；及各個用戶端與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存取。采用本發(fā)明可增加負(fù)載平衡器的處理能力，且讓用戶端不受到負(fù)載平衡器的影響而導(dǎo)致長時間的等待。
文檔編號H04L29/02GK1921475SQ20051009290
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者李晟, 陳玄同, 劉文涵 申請人:英業(yè)達股份有限公司