[发明专利]公有云网络的内网负载均衡实现方法

说明书

本发明公开一种公有云网络的内网负载均衡实现方法，涉及负载均衡技术领域。针对公有云网络的内网负载均衡产品的需求，本方法需要：在租户VPC内部部署多个负载均衡实例虚机；将负载均衡服务的VIP地址配置于多个负载均衡实例虚机的环回口；关闭负载均衡虚机的ARP代答；在租户VPC的虚拟路由器上配置到达各个VIP地址的ECMP等价路由，给每个VIP指定多个下一跳；在VPC的虚拟路由器上开启ARP代理功能和ARP的同网络代理功能，虚拟路由器根据VIP地址的ECMP等价路由进行ECMP负载均衡，负载均衡实例虚机根据具体负载均衡算法进行二次负载均衡分发，将服务请求送到具体的后端RS服务器，由后端RS服务器提供具体的服务。本方法支持LVS实例的水平扩展和高性能的内网负载均衡需求。

技术领域

本发明涉及负载均衡技术领域，具体的说是一种公有云网络的内网负载均衡实现方法。

背景技术

负载均衡作为公有云网络的基础服务功能之一，包括外网负载均衡和内网负载均衡两种产品形态。

外网负载均衡用于给租户服务提供公网的访问入口，公网上的客户端通过负载均衡暴露出去的服务地址(VIP+PORT)访问租户VPC内部的服务，也就是说对于外网负载均衡，客户端位于互联网上，服务端位于租户VPC内部。

内网负载均衡的目标是为租户VPC内部的客户端提供访问后端服务的入口，内网负载均衡的VIP地址也位于VPC的内部，从VPC外部无法访问该VIP，因此，内网负载均衡的客户端和服务端均位于租户VPC内部，客户端通过服务VIP+PORT访问VPC内的服务，服务请求首先到达内网负载均衡实例，由负载均衡实例根据分发策略将请求分发到具体的后端服务器上，由后端服务器提供具体的服务。

公有云的负载均衡服务与传统意义上的软件负载均衡和硬件负载均衡相比，具有一定的相似性，但也有其独有的一些特性，公有云负载均衡实例一般以虚拟化的方式存在，有些追求高性能的公有云负载均衡可能会直接采用硬件方式，公有云的四层负载均衡服务一般不能配置租户的后端服务器，因此需要以透明的方式与后端real server配合使用。四层负载均衡最典型的实现方案是LVS(Linux Virtual Server)，目前业界的四层负载均衡方案都是基于LVS或其变种来实现的。LVS有四种工作模式，NAT模式、TUN模式、DR模式、FULLNAT模式。其中，1)NAT模式是通过网络地址转换的方法来实现调度的，首先调度器(LB)接收到客户的请求数据包时(请求的目的IP为VIP)，根据调度算法决定将请求发送给哪个后端的真实服务器(RS)，然后调度就把客户端发送的请求数据包的目标IP地址及端口改成后端真实服务器的IP地址(RIP)，这样真实服务器(RS)就能够接收到客户的请求数据包了，真实服务器响应完请求后，查看默认路由(NAT模式下我们需要把RS的默认路由设置为LB服务器)把响应后的数据包发送给LB,LB再接收到响应包后，把包的源地址改成虚拟地址(VIP)然后发送回给客户端。2)TUN模式是在LB和RS之间的传输不用改写IP地址，而是把客户请求包封装在一个IP tunnel里面，然后发送给RS节点服务器，节点服务器接收到之后解开IP tunnel后，进行响应处理，并且直接把包通过自己的外网地址发送给客户不用经过LB服务器。3)DR模式是通过改写请求报文的目标MAC地址，将请求发给真实服务器的，而真实服务器响应后的处理结果直接返回给客户端用户，同TUN模式一样，DR模式可以极大的提高集群系统的伸缩性，而且DR模式没有IP隧道的开销，对集群中的真实服务器也没有必要必须支持IP隧道协议的要求，但是要求调度器LB与真实服务器RS都有一块网卡连接到同一物理网段上，必须在同一个局域网环境，DR模式是互联网企业中使用比较多的一种模式。4)FULLNAT模式转发数据包是类似NAT模式，IN和OUT数据包都是经过LVS，唯一的区别是后端RealServer或者交换机不需要做任何配置，FULLNAT模式的主要原理是引入local address(内网ip地址)，cip-vip转换为lip-rip，而lip和rip均为IDC内网ip，可以跨三层通信。