[发明专利]负载均衡的方法及转发设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种负载均衡的方法及转发设备。

背景技术

随着网络的快速发展以及相关网络应用的普及，互联网已成为人们日常工作生活中必不可缺的一部分。但由于目前现有网络的各个核心部分随着业务量的提高，访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应地增大，使得单一设备根本无法承担。在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，将造成现有资源的极大浪费，同时随业务量的提升，又将导致再一次硬件升级的高额成本投入，甚至性能再卓越的设备也不能满足当前业务量增长的需求。如图1所示，负载均衡(又称为负载分担)，其意思就是将负载进行平衡、分摊到多个操作单元上进行执行，从而共同完成工作任务。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价又有效的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

现在交换机和路由器的负载均衡，一般采用链路聚合技术，它将多条物理链路当作一条单一的聚合逻辑链路使用，而具体操作，一般是对DMAC，SMAC，DIP，SIP，UDP，PORT等几个元素进行hash等算法，选取一个出端口。其具体实现方式有两种：

方式一：纯软件的实现。由于需要实时保障网络的畅通和高速，设备的CPU可能会不堪重荷。

方式二：软硬件结合的实现。这样的解决方案可以在一定程度上减轻设备CPU的负担，但仍需要它的运算来实现数据包的处理以及向链路聚合端口的数据包分发。所以还需要在硬件卡上配置专用的芯片来完成计算任务，最大程度地减轻CPU负担。另外，上述两种方法都不够精细，不能精细化到每条流。

发明内容

本发明提供了一种负载均衡的方法及转发设备，以至少解决相关技术中访问量和数据流量快速增长的情况下，单一链路或设备无法完成流量承载的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种负载均衡的方法，包括：转发设备为待转发的报文生成一个序列号，并建立所述序列号与所述转发设备上参与负载均衡的物理端口之间的对应关系；所述转发设备从与所述序列号对应的物理端口转发所述报文。

优选地，转发设备为待转发的报文生成一个序列号包括：所述转发设备响应于所述报文的触发以产生所述序列号，其中，所述序列号的值为正整数，每触发一次，所述序列号的值相应的增加，在所述序列号的值达到预设最大值后从零重新开始增加。

优选地，建立所述序列号与所述转发设备上参与负载均衡的物理端口之间的对应关系包括：用序列号除以参与负载均衡的物理端口的数目并取余数，确定端口号与所述余数相同的物理端口为对应的物理端口；或将所述序列号散列到参与负载均衡的物理端口以建立所述序列号与物理端口之间的对应关系。

优选地，所述转发设备为路由器或交换机。

优选地，所述参与负载均衡的物理端口为聚合链路端口。

优选地，在转发设备为待转发的报文生成一个序列号之前，还包括：从待转发的所述报文中提取特征信息；根据所述特征信息获取转发表的索引，并从所述转发表中获取转发信息。

优选地，所述报文至少包括以下之一：二层报文，三层报文，MPLS报文，PWE3报文。

优选地，所述特征信息至少包括以下之一：所述报文进入的端口PROT信息，转发标签信息，所述报文的源MAC地址，所述报文的目的MAC地址，IP源地址，IP目的地址。

根据本发明的另一方面，提供了一种转发设备，包括：序列号产生模块，用于为待转发的报文生成一个序列号，并建立所述序列号与所述转发设备上参与负载均衡的物理端口之间的对应关系；转发模块，用于从与所述序列号对应的物理端口转发所述报文。

优选地，所述序列号产生模块包括：序列号产生单元，用于响应于所述报文的触发以产生所述序列号，其中，所述序列号的值为正整数，每触发一次，所述序列号的值相应的增加，在所述序列号的值达到预设最大值后从零重新开始增加。

优选地，所述序列号产生模块还包括：第一建立单元，用于将序列号除以参与负载均衡的物理端口的数目并取余数，确定端口号与所述余数相同的物理端口为对应的物理端口，以建立所述序列号与参与负载均衡的物理端口之间的对应关系；第二建立单元，用于将所述序列号散列到参与负载均衡的物理端口以建立所述序列号与物理端口之间的对应关系。

优选地，所述设备还包括：提取模块，用于从待转发的所述报文中提取特征信息；获取模块，用于根据所述特征信息获取转发表的索引，并从所述转发表中获取转发信息。