专利名称：一种基于包分类的简单负载均衡方法
技术领域：
本发明属于电信通信领域的数据处理方法，特别是一种保持链接性的高速流量的简单的负载均衡方法。
背景技术：
近些年，电信网络的发展和建设非常迅猛，用户不断增多，网络带宽不断增加。单个设备对于海量的数据处理需求存在很大的局限性1单个设备如计算机，板卡等的数据处理能力有限，受到CPU，内存，接口卡等硬件和数据处理软件综合因素的限制，无法通过单个设备完成大量数据处理；往往需要将数据进行负载均衡，使流量尽量以1∶1∶1的方式分发到接收节点。面向链接的应用中，必须不能打断链接实现负载均衡。
2传统的负载均衡算法如加权算法，轮循算法等，为了保证链接不被打断——属于同一个链接的双向数据包经过负载均衡算法数据结果一致，通常需要记录每个链接的数据信息，一般采用HASH散列算法，这种方法的不足之处是算法复杂，需要存储庞大的链接信息，查找速度受限，特别在高速宽带数据情况下表现的很突出；后来提出的改进算法(专利号200410017189.1)解决了部分问题，但是算法复杂，对硬件要求较高，实现不够方便灵活。
电信网络中，多数是面向链接的通信方式，包一般分为信令包和业务包，信令包负责建立、维护和拆除链路，链路建立后，才能收发业务包。比如打电话，一次通话过程就是建立、维持，拆除一个链接的过程首先是拨号，等待对方摘机，这个过程就是信令建立通话链路的过程；对方摘机后进行通话，进行的是业务通信。每一个业务包都有一个关键字和信令包建立的某个链路相对应，据实际通信网络的统计分析，信令包所占比例很小，小于1％，业务包占99％以上。因此负载均衡主要体现在对业务包的处理上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于包分类的简单负载均衡方法，在通信网络中实现负载均衡，根据电信网络中数据包的特点建立数据与链路的关系，避免了复杂的算法，方法简单易行，可靠实用，保证了源设备数据可以均匀的分发到各个接收节点Node，没有打断链接，可保证一个链接从握手建立到拆除的整个服务过程都由接收端的一个节点Node进行处理。
实现本发明的技术方案一种基于包分类的简单负载均衡方法，该网络中源设备分别和多个目的设备之间建立有通信链路，其特征在于进行包分类，将业务包通过关键字和信令包关联，业务包的关键字和信令包建立的链路有一一对应关系；信令包不进行负载均衡，每个接收点都可以收到；业务包进行负载均衡，业务包利用其key值进行取模运算，模值为接收节点的个数，根据取模运算结果分发到对应接收节点，一个链路从握手建立到拆除的整个服务过程都由接收端的一个节点进行处理。。
如上所述的基于包分类的简单负载均衡方法，其特征在于信令包进行广播，接收点都可以收到。
本发明的原理是基于关键字算法的链路级数据的负载均衡方法；对要处理的包进行分类，将信令包和业务包分开来进行处理，同时要利用业务包与信令包建立的链路的关系——每个业务包只属于唯一的链路，它通过关键字(key)和该链路关联；信令包不作负载均衡处理，以广播的形式分发，每个接收节点可以收到，并根据收到的信令建立，维护，拆除链路；业务包的处理通过协议分析，取出业务包的关键字(key)，利用其关键值进行取模运算，模值为接收节点的个数，根据取模运算结果将业务包分发到对应接收节点Node。比如节点数目为N，取模运算(key％N)，模值为0的包的目的地址填上对应接收节点1的地址，模值为1的包的目的地址填上对应接收节点2的地址，依此类推，模值为N-1的包的目的地址填上对应接收节点N的地址；经过处理的所有包经交换机发往接收节点。
本发明的突出优点是算法简单，对硬件要求很低，容易实现。
图1，为源设备和目的接收设备示意图。
图2，本发明实施例的实施流程图(接收节点数目为4)。
具体的实施方式图1为源设备和目的接收设备示意图，在源端设备上进行负载均衡，将输入的数据进行负载均衡算法处理后输出到网络，一般通过交换机接以太网；接收节点也连节点也连接在此以太网上，根据包的目的地址分别选择接收。
图2描述了一个接收节点数目为4的实施流程图。通过软件，对接收的包进行协议分析，将包分为信令和业务包——如果是信令包，直接将包的目的地址修改为广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)，以便于所有的接收节点接收。如果是业务包，那么取出业务包的关键字key，然后取模(key％4)，模值为0的包的目的地址填上对应接收节点1的地址，模值为1的包的目的地址填上对应接收节点2的地址，依此类推。经过处理的所有包经交换机发往接收节点。接收节点仅接收目的地址是自己的包。
实施举例在中国联通分组域网络，有PCF和PDSN设备，联通用户通过PDSN访问互联网，每个用户在使用时会建立一个链路，PDSN的容量是根据可以容纳的用户数据来决定的，比如单个PDSN的容量是十万用户，那么一个四十万用户的地区需要配置4个PDSN，当用户接入访问时，要通过负载均衡将用户均匀分到4个PDSN设备。
前面提到包分类，这里分为信令包和业务包，信令包协议是A11，业务包是GRE包。首先由A11信令包建立一个双向链路，然后用户可以访问互连网，数据是GRE包，每个GRE包中有一个字段KEY，这个KEY值和A11信令建立的链路一一对应，上行和下行双向的GRE包的字段KEY值是相同的，根据该发明的算法，可以保证一个用户的所有数据被一个PDSN处理。
虽然通过实施例子描述了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。
权利要求
1.一种基于包分类的简单负载均衡方法，该网络中源设备分别和多个目的设备之间建立有通信链路，其特征在于进行包分类，将业务包通过关键字和信令包关联，业务包的关键字和信令包建立的链路有一一对应关系；信令包不进行负载均衡，每个接收点都可以收到；业务包进行负载均衡，业务包利用其key值进行取模运算，模值为接收节点的个数，根据取模运算结果分发到对应接收节点，一个链路从握手建立到拆除的整个服务过程都由接收端的一个节点进行处理。。
2.如权利要求1所述的基于包分类的简单负载均衡方法，其特征在于信令包进行广播，接收点都可以收到。
全文摘要
一种基于包分类的简单负载均衡方法，该网络中源设备分别和多个目的设备之间建立有通信链路，其特征在于进行包分类，将业务包通过关键字和信令包关联，业务包的关键字和信令包建立的链路有一一对应关系；信令包不进行负载均衡，每个接收点都可以收到；业务包进行负载均衡，业务包利用其key值进行取模运算，模值为接收节点的个数，根据取模运算结果分发到对应接收节点，一个链路从握手建立到拆除的整个服务过程都由接收端的一个节点进行处理。运用此方法可以保证源设备业务可以均匀的分发到各个接收节点，不会打断连接，可保证一个连接从握手建立到拆除的整个服务过程都由接收端的一个节点进行处理，该方法简单易行，可靠实用。
文档编号H04L29/06GK1946057SQ200610124778
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月16日 优先权日2006年10月16日
发明者戴长江 申请人:武汉虹旭信息技术有限责任公司