[发明专利]实现UDP报文通过负载均衡设备同源同宿的方法

说明书

本发明的基于UDP特征关键字匹配实现UDP报文通过负载均衡设备同源同宿的算法，所述算法由会话均衡机制和会话老化机制两部分组成，实现UDP会话同源同宿的均衡分流及资源释放，所述的算法涉及四个哈希算法表,包括ACL规则表、MID学习表、分流组表和MAC表，所述的会话均衡机制用于将一个UDP会话均衡的分流到后端服务器，所述的会话老化机制用于释放一个会话占用的系统资源，鉴于传统关键字学习方法存在负载不均衡的问题，所述的算法摒弃传统关键字学习方式，根据节点的负载情况进行哈希运算，充分发挥网络处理器的硬件计算能力，大大提高了负载均衡系统的分流均衡性、稳定性和高效性。

技术领域

本发明涉及一种文件负载均衡技术领域，具体涉及基于UDP特征关键字匹配实现UDP报文通过负载均衡设备同源同宿的算法及其结构。

背景技术

目前传统的负载均衡设备通常采用哈希的方式直接将数据流按照分流表发送至响应后端，当每条流之间传输的内容的大小差异、传输数据对后端资源消耗差异较大时，就会导致后端服务器消耗资源的差异量较大，产生负载不均的情况。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于UDP特征关键字匹配实现UDP报文通过负载均衡设备同源同宿的算法及其结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

基于UDP特征关键字匹配实现UDP报文通过负载均衡设备同源同宿的算法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：首先带有特征关键字MID的UDP报文进入负载均衡设备，以报文的IP五元组信息为key值向ACL规则表进行哈希运算，得到报文所归属的分流组号，否则，丢弃报文；

步骤2：以报文的MID和分流组号组合作为key值向MID学习表进行哈希运算，得到所述报文的分流组节点索引号index和ip地址，并进行步骤4，否则，进行步骤3；

步骤3：分流组中节点采用交叉排序方法，以节点的负载权重值为重复次数，以节点的权重值大小为顺序，从高到低进行循环重复排序，这样保证了权重高的节点出现次数多，被命中的概率大；以报文的MID和分流组号组合作为key值，其中以分流组号确定具体的分流组，以MID两字节累加和的低8位为索引，向分流组表进行哈希运算，得到权重高的节点的索引号index和ip地址，并以报文的MID和分流组号组合作为key值，将对应节点index和ip加入MID学习表，否则，丢弃报文；

步骤4：以节点index为key值向MAC表进行哈希运算，得到节点ip对应的mac地址，并NAT转换，将报文的目的ip和mac地址替换成所述节点的ip和mac地址，从节点对应的出包口分流，否则，回调步骤3，并删除MID学习表中所述报文MID和分流组号组合为key值对应的索引；

步骤5：MID会话结束，或者MID会话终止包丢失且超出老化时间，将MID对应的MID学习表的表项删除，释放系统资源。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

负载均衡设备根据UDP报文的MID来区分用户会话，保证了不同前端服务器发来的报文，只要MID相同，都会被均衡到同一后端服务器。

步骤3中使用的分流组表共分36个分流组，每个分流组对应4096个索引。

分流组表会根据后端节点的负载情况以交叉排序方法进行动态的调整，保证一个新的UDP会话能够从权重高的节点分流。

负载均衡设备节点对应的后端服务器一旦出现故障，将删除MID学习表和分流组表对应的表项，并启动学习功能，将原本均衡到这个节点的流重新均衡到同一分流组其他的节点上。