專利名稱：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的負(fù)載平衡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡的方法和設(shè)備。此類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以是連接到內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的web服務(wù)器，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)又連接到外部IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
負(fù)載平衡是用于在執(zhí)行相同或類似功能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間有效分布業(yè)務(wù)以便無單獨(dú)服務(wù)器負(fù)擔(dān)過重并且在業(yè)務(wù)活動突然波動的情況下網(wǎng)絡(luò)性能能夠應(yīng)付的技術(shù)。負(fù)載平衡可例如用于處理對特定網(wǎng)站的HTTP請求。如果只有一個web服務(wù)器響應(yīng)對該網(wǎng)站的所有進(jìn)入的HTTP請求，則一旦該網(wǎng)站變得受歡迎，web服務(wù)器的容量便可能不能處理大容量的進(jìn)入業(yè)務(wù)。網(wǎng)站的頁面將加載緩慢，并且一些用戶將不得不等待至web服務(wù)器有空以便處理其請求。為實(shí)現(xiàn)web服務(wù)器可伸縮性，能夠添加更多服務(wù)器以在服務(wù)器的組之間分布負(fù)載。服務(wù)器的此類組有時稱為“服務(wù)器群集”。負(fù)載平衡能夠應(yīng)用到許多不同類型的服務(wù)器(包括應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器)。當(dāng)前負(fù)載平衡解決方案基于連接到一般是IPv4網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)又連接到某一負(fù)載平衡設(shè)備，該設(shè)備又直接或間接連接到外部網(wǎng)絡(luò)(同樣地，外部網(wǎng)絡(luò)一般是IPv4網(wǎng)絡(luò))。外部網(wǎng)絡(luò)可以是公共網(wǎng)絡(luò)，如因特網(wǎng)，或諸如電信服務(wù)提供商的骨干網(wǎng)絡(luò)等私有網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載平衡可在應(yīng)用層上被運(yùn)行，其中會話一旦建立便在相同群集服務(wù)器得到維護(hù)。分組報頭的深度分組檢查(DPI)由負(fù)載平衡設(shè)備(或相關(guān)聯(lián)DPI設(shè)備)來執(zhí)行。例如，HTTP請求到達(dá)服務(wù)器負(fù)載平衡器時，在將分組轉(zhuǎn)發(fā)到分配的群集服務(wù)器之前，使用DPI檢查分組，并且改寫目的地IP和端口號。負(fù)載平衡的此 已知方案的缺點(diǎn)包括:
在IPv與IPv6之間沒有共同負(fù)載平衡系統(tǒng)，即，根據(jù)外部網(wǎng)絡(luò)為IPv4或IPv6，采用不同方案；
外部和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)均為IPv4的情況下，IPv4到IPv4網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換要求在IP和TCP/m)P端口級別的狀態(tài)綁定。負(fù)載平衡的備選方案是依賴維護(hù)對應(yīng)于群集的相應(yīng)服務(wù)器的IP地址的集合的域名系統(tǒng)(DNS)服務(wù)器?？蛻舳苏埱髞碜訢NS的IP地址時，例如對于HTTP請求，DNS服務(wù)器使用DNS記錄中存儲的IP地址的集合中的公共IP地址，發(fā)送DNS響應(yīng)。DNS服務(wù)器例如在循環(huán)的基礎(chǔ)上選擇群集服務(wù)器IP地址之一，并且將此地址返回到客戶端。使用選擇的IP地址作為目的地地址，客戶端將HTTP請求繼續(xù)發(fā)送到服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是簡化在負(fù)載平衡服務(wù)器IP分組報頭的處理，并且具體而言降低用于此類處理的計算開銷。本發(fā)明還有的目的是提供用于在負(fù)載平衡服務(wù)器處理進(jìn)入的分組的方法和設(shè)備，并且這最小化了映射和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到分組報頭中的需要。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于在連接到內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間執(zhí)行負(fù)載平衡的設(shè)備。該設(shè)備包括耦合到外部IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)以接收跨外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的分組的第一接口和耦合到所述第一接口的IP分組創(chuàng)建器。此IP分組創(chuàng)建器配置成為在該接口的每個接收的分組選擇要分配到該分組的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者識別已經(jīng)分配的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。IP分組創(chuàng)建器還配置成創(chuàng)建對應(yīng)IPv6分組以用于通過所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的傳送，包括執(zhí)行以下任務(wù):
(a)在IPv6分組報頭的源IP地址字段中包括該接收的分組的源IP地址，
(b)在IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中包括該接收的分組的目的地IP地址字段的至少一部分，以及
(c)將選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址包括到IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中， 該設(shè)備還包括耦合到所述內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的第二接口以用于跨內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)選擇或
識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送創(chuàng)建的IPv6分組。在外部網(wǎng)絡(luò)是IPv6網(wǎng)絡(luò)的情況下，IP分組創(chuàng)建器的任務(wù)相對簡單。它只需將IPv6目的地地址的某些比特(例如，最低有效16比特)改寫成選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址。在外部網(wǎng)絡(luò)是IPv4網(wǎng)絡(luò)的情況下，雖然某些比特必須插入IPv4報頭中以生成IPv6報頭，但與例如對于深度分組檢查的現(xiàn)有技術(shù)要求相比，該過程仍然是計算上高效的。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于在連接到內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間執(zhí)行負(fù)載平衡的方法。該方法包括接收跨外部IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的分組，并且對于每個接收的分組，選擇要分配到該分組的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者識別已經(jīng)分配的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。通過執(zhí)行以下步驟，創(chuàng)建對應(yīng)的IPv6分組以用于通過所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的傳送:
(a)在IPv6分組報頭的源IP地址字段中包括該接收的分組的源IP地址，
(b)在IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中包括該接收的分組的目的地IP地址字段的至少一部分，以及
(c)將選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址包括到IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中。隨后，跨內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將創(chuàng)建的IPv6分組向相應(yīng)選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送。


圖1示意示出簡單的負(fù)載平衡情形，其中，跨網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的集合或群集使來自客戶端的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡；
圖2示意示出將負(fù)載平衡選擇考慮在內(nèi)的用于將IPv4報頭變換成IPv6報頭的過程；圖3示意示出用于將從負(fù)載平衡服務(wù)器接收的響應(yīng)分組從IPv6格式變換成IPv4格式的過程；
圖4示意示出配置成實(shí)現(xiàn)圖2的過程的負(fù)載平衡服務(wù)器；以及 圖5是進(jìn)一步示出圖2的過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式此處陳述了負(fù)載平衡的方案，該方案依賴在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的組(服務(wù)器“群集”)連接到的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)IPv6地址的使用。IPv6地址空間明顯非常大，并且此事實(shí)被用于允許內(nèi)部IPv6地址輸送除了僅跨網(wǎng)絡(luò)路由分組所要求的信息以外的信息。在下述內(nèi)容中，假設(shè)這些服務(wù)器是web服務(wù)器，但該方案同樣適用于其它網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器類型，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、文件服務(wù)器等。先考慮圖1所示的情況，其中，附接到外部IPv4網(wǎng)絡(luò)2的客戶端I尋求訪問web服務(wù)提供商提供的服務(wù)。服務(wù)提供商維護(hù)主管相同或類似服務(wù)并且連接到內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)4的web服務(wù)器3的群集。這可能只是信息服務(wù)，例如，在線報紙、在線銀行服務(wù)等。內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)通過包括網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換器(NAT)的負(fù)載平衡服務(wù)器(或可能交換器或路由器)互連。NAT可形成防火墻的一部分。在第一實(shí)例中，客戶端可能使用該服務(wù)器的公共IPv4地址作為目的地地址(DA)，經(jīng)外部網(wǎng)絡(luò)將HTTP請求發(fā)送到負(fù)載平衡服務(wù)器?？蛻舳嗽诜纸M中將其自己的IPv4地址包括作為源地址(SA)以及包括源端口(SP)和目的地端口(DP)號。IPv4分組結(jié)構(gòu)在圖2的上部分中示出，示為“客戶端IPv4->IPv4外部LB/ΝΑΤ”。負(fù)載平衡服務(wù)器5不在分組上執(zhí)行深度分組檢查(DPI)，而是使用IPv4分組報頭數(shù)據(jù)構(gòu)建IPv6分組報頭以供內(nèi)部使用。此過程在圖2的下部分中示 出，其中，構(gòu)建的IPv6分組示為“LB/ΝΑΤ-〉服務(wù)器內(nèi)部IPv6”。圖2中的箭頭用于表示IPv4報頭的部分到IPv6報頭的映射。IPv6報頭包括以下組成部分:
權(quán)利要求
1.一種用于在連接到內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間執(zhí)行負(fù)載平衡的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 第一接口，耦合到外部IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)以用于接收跨所述外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的分組；以及 IP分組創(chuàng)建器，耦合到所述第一接口并且為在該接口的每個接收的分組配置成: 選擇要分配到該分組的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，或者識別已經(jīng)分配的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器， 創(chuàng)建對應(yīng)IPv6分組以用于通過所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的傳送，所述IP分組創(chuàng)建器配置成 在所述IPv6分組報頭的源IP地址字段中包括該接收的分組的源IP地址， 在所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中包括該接收的分組的目的地IP地址字段的至少一部分，以及 將所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址包括到所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中， 所述設(shè)備還包括耦合到所述內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的第二接口以用于跨所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送創(chuàng)建的IPv6分組。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器地址是16比特地址，并且此地址被包括作為所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段的第112到127比特。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述IP分組創(chuàng)建器配置成將該接收的分組的目的地端口號包括到所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述目的地端口號被包括作為所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段的第96到111比特。
5.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在所述外部網(wǎng)絡(luò)是IPv6網(wǎng)絡(luò)的情況下，所述IP分組創(chuàng)建器配置成通過將該接收的IPv6分組報頭的目的地IP地址字段的一部分改寫成所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址來創(chuàng)建所述對應(yīng)IPv6分組。
6.如權(quán)利要求1到4的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在所述外部網(wǎng)絡(luò)是IPv4網(wǎng)絡(luò)的情況下，所述IP分組創(chuàng)建器配置成通過向IPv4分組的報頭數(shù)據(jù)中: 在所述IPv4源地址的前面插入所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IPv6 /64源地址；以及 在所述IPv4目的地地址的前面插入所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IPv6 /64目的地地址， 而創(chuàng)建所述對應(yīng)IPv6分組報頭。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，所述IP分組創(chuàng)建器還配置成向所述IPv4分組報頭數(shù)據(jù)中: 在所述IPv4源地址后插入該接收的分組的源端口號；以及 在所述IPv4目的地地址后插入該接收的分組的目的地端口號。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，所述IP分組創(chuàng)建器還配置成在所述插入的目的地端口號之后將所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的所述地址插入所述IPv4分組報頭數(shù)據(jù)中。
9.如權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，所述IP分組創(chuàng)建器配置成在所述插入的源端口號之后將16個填充比特的集合插入到所述報頭中。
10.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述IP分組創(chuàng)建器在創(chuàng)建所述IPv6分組以用于通過所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的傳送時保持該接收的分組報頭的源和目的地端口號字段不變。
11.如前面權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備配置成作為網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換器NAT來操作。
12.一種在連接到內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間執(zhí)行負(fù)載平衡的方法，所述方法包括: 接收跨外部IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的分組； 對于每個接收的分組， 選擇要分配到該分組的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者識別已經(jīng)分配的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器， 通過以下操作來創(chuàng)建對應(yīng)的IPv6分組以用于通過所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的傳送: 在所述IPv6分組報頭的源IP地址字段中包括該接收的分組的源IP地址， 在所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中包括該接收的分組的目的地IP地址字段的至少一部分，以及 將所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址包括到所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中，` 跨所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將創(chuàng)建的IPv6分組向相應(yīng)選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器地址是16比特地址，并且此地址被包括作為所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段的第112到127比特。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，并且包括將該接收的分組的目的地端口號包括到所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述目的地端口號被包括作為所述IPv6分組報頭的目的地IP地址字段的第96到111比特。
16.如權(quán)利要求12到15的任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述外部網(wǎng)絡(luò)是IPv6網(wǎng)絡(luò)的情況下，所述方法包括通過將該接收的IPv6分組報頭的目的地IP地址字段的一部分改寫成所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址來創(chuàng)建所述對應(yīng)IPv6分組。
17.如權(quán)利要求12到15的任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述外部網(wǎng)絡(luò)是IPv4網(wǎng)絡(luò)的情況下，所述方法包括通過向IPv4分組的報頭數(shù)據(jù)中: 在所述IPv4源地址的前面插入所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IPv6 /64源地址；以及 在所述IPv4目的地地址的前面插入所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IPv6 /64目的地地址， 而創(chuàng)建所述對應(yīng)IPv6分組。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，并且包括向所述IPv4分組報頭數(shù)據(jù)中: 在所述IPv4源地址后插入該接收的分組的源端口號；以及 在所述IPv4目的地地址后插入該接收的分組的目的地端口號。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，并且包括在所述插入的目的地端口號之后將所選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的所述地址插入所述IPv4分組報頭數(shù)據(jù)中。
20.如權(quán)利要求17或18所述的方法，并且包括在所述插入的源端口號之后插入16個填充比特的集合到所述報頭數(shù)據(jù)中。
21.如權(quán)利要求12到20的任一項(xiàng)所述的方法，其中在創(chuàng)建所述IPv6分組以用于通過所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的傳送時，該接收的分組報頭的源和目的地端口號字段保持不變。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于在連接到內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間執(zhí)行負(fù)載平衡的設(shè)備。該設(shè)備包括耦合到外部IPv4或IPv6網(wǎng)絡(luò)以用于接收跨外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的分組的第一接口和耦合到所述第一接口的IP分組創(chuàng)建器。此IP分組創(chuàng)建器配置成為在該接口的每個接收的分組選擇要分配到該分組的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者識別已經(jīng)分配的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。IP分組創(chuàng)建器還配置成創(chuàng)建對應(yīng)IPv6分組以用于通過所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的傳送，包括執(zhí)行以下任務(wù)(a)在IPv6分組報頭的源IP地址字段中包括該接收的分組的源IP地址，(b)在IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中包括該接收的分組的目的地IP地址字段的至少一部分，以及(c)將選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的地址包括到IPv6分組報頭的目的地IP地址字段中。該設(shè)備還包括耦合到所述內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)的第二接口以用于跨內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)選擇或識別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送創(chuàng)建的IPv6分組。
文檔編號H04L29/06GK103119903SQ201080069371
公開日2013年5月22日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者T.泰尼, C.戈塔雷, J.克爾希, A.維林 申請人:瑞典愛立信有限公司