一种负载均衡方法的控制系统与流程

本发明涉及控制系统，更具体地说，本发明涉及一种负载均衡方法的控制系统。

背景技术：

1、负载均衡就是一种计算机网络技术，用来在多个计算机(计算机集群)、网络连接、cpu、磁碟驱动器或其他资源中分配负载，以达到最佳化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避免过载的目的。

2、现有的负载均衡方法的控制系统是通过集中部署web负载均衡控制器，将平均进程数分为若干个处理单元，进行并发处理，利用dns轮询、ip负载均衡及cdn技术，使得服务器集群建立的服务器节点进行协同工作，具有避免单节点故障不会影响整体服务，以此提高服务器可用性的特点，但是，负载均衡方法的控制系统存在建立物理映射机制的请求节点通过dns轮询方式会直接暴露服务器真实地址给用户端，没有利用虚拟技术进行屏蔽内部结构，存在服务器威胁的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种负载均衡方法的控制系统，通过智能自动化均衡控制模块采用系统分层控制结合分流模型计算控制进行负载均衡，实现多种均衡方法融合控制功能，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种负载均衡方法的控制系统，包括平均进程数状态模块是基于服务器的网络结构系统中，负载于服务器访问的进程数运行状态，通过网络io请求模块进行输入传输至智能自动化均衡控制模块进行负载均衡控制处理，用于判断服务器运行负载量的拥挤程度和响应速度；网络io请求模块是在无线网络技术支持下，进行数据采集和控制的模块，其是由无源节点开关、继电器输出、高频计数器组成，用于接收和控制进程数；智能自动化均衡控制模块是在控制系统中采用负载均衡技术的控制程序，对服务器运行的负载进行数据处理、增加吞吐量、拓展服务器带宽及提高网络运行响应速度的过程，其是接收网络io请求模块控制的进程数，通过采用系统分层控制结合分流模型计算控制进行负载均衡，并把计算分流运行的进程数传输到linux接收进程模块和cpu接收进程模块进行响应处理；linux接收进程模块是负载均衡方法的控制系统中内核管控模块，用于管理控制系统的进程、内存、驱动程序及网络运行，是对接收智能自动化均衡控制模块分配的进程数进行响应运行；cpu接收进程模块是由服务器管控的n个分布式cpu组合成的，用于接收智能自动化均衡控制模块分配的进程数进行响应运行，对服务器中采集的负载进行引流均衡的作用。

3、在一个优选地实施方式中，所述平均进程数状态模块包括有可运行状态单元和不可中断状态单元，平均进程数是在单位时间内，控制系统处于可运行状态和不可中断状态的负载量，所述可运行状态单元是正在使用cpu响应处理过程和等待cpu运行进程的处理状态，处于运行状态；所述不可中断状态单元是控制系统中linux处理运行的不可打断进程，用于对控制系统的进程响应程序和硬件设备进行保护的过程，避免访问数据因为断电、强行终止及打断程序而出现数据丢失，以及客户访问页面数据丢失问题。

4、在一个优选地实施方式中，所述网络io请求模块包括有tcp-ip地址单元、满负荷运行单元、监听器协议端口单元及负载均衡器单元，所述tcp-ip地址单元是在控制系统分层的运输层和网络层中建立ip地址，通过系统linux驱动更改ip的目的地址完成数据负载均衡，用作服务器集群的负载均衡，其响应过程为：首先用户端通过pc浏览器发起访问请求目的的ip地址，经过无线网络传输到负载均衡服务器中；然后经过负载均衡控制系统将用户发出的请求数据目的的ip地址虚拟修改传送至服务器集群进行响应；最后经过响应数据目的地址再返回传输经过负载均衡服务器，通过无线网络返回用户端响应源地址；所述满负荷运行单元是以最高速度的临界量在cpu中运行的进程数；所述监听器协议端口单元是采用监听器监听负载请求，并根据均衡策略将分发流量至系统服务器上，其中，端口是监听前端端口，用来接收请求并向后端服务器转发请求的端口；协议则是通过服务器的ip地址和后端端口之间进行协议连接，建立控制系统的传输层协议和应用层协议，用于传输进程数请求；所述负载均衡器单元是利用负载均衡器硬件将网络请求分散到控制系统中的服务器上，通过管理进入的web数据流量和增加网络带宽，负载均衡器是集成在服务器和网络链接之间，用于交换进程数的信息流。

5、在一个优选地实施方式中，所述智能自动化均衡控制模块包括有数据通信协议层控制单元、http重定向控制单元、系统网络层控制单元、数据链路层控制单元及负载数集合划分模型分流控制单元，所述数据通信协议层控制单元是对控制系统的协议层进行负载均衡的控制；所述http重定向控制单元是对控制系统的传输层进行负载均衡的控制，具体是根据用户的http请求计算出一个真实的web服务器地址，并将该web服务器地址写入http重定向响应后返回至浏览器，由浏览器重新进行访问；所述系统网络层控制单元是对控制系统的网络层进行负载均衡的控制；所述数据链路层控制单元是对控制系统的链路层进行负载均衡的控制；所述负载数集合划分模型分流控制单元是控制系统采用集合划分算法对负载进行划分计算，采用分流到cpu中响应处理的负载均衡控制。

6、在一个优选地实施方式中，所述数据通信协议层控制单元包括有dns域名解析负载均衡和反向代理负载均衡，所述dns域名解析负载均衡是在dns服务器上配置若干个域名对应ip地址解析的映射分布式数据库记录，通过服务器采用递归查询和迭代查询进行域名解析与查询过程；所述反向代理负载均衡是反向代理服务器在提供负载均衡功能的同时，管理着一组web服务器，根据负载均衡算法将请求的浏览器访问转发到不同的web服务器处理，处理结果经过反向服务器返回给浏览器，采用反向代理加速模式具有能够提升静态网页的访问速度；所述系统网络层控制单元包括ip负载均衡，所述ip负载均衡是在网络层通过修改目标地址进行负载均衡，其采用vs/nat、vs/tun及vs/dr技术提高控制系统的伸缩性，其中，vs/nat是构建高性能、高可用的虚拟服务器；vs/tun是通过ip隧道实现虚拟服务器；vs/dr是通过直接路由实现虚拟服务器，通过这三种技术，在负载均衡方法的控制系统中，随着用户端发出的负载请求数据变多而扩展系统性能。

7、在一个优选地实施方式中，所述负载数集合划分模型分流控制单元包括有递归算法和内核处理器分流运行，其中，集合划分模型是在单位时间段内，将q个进程数归纳为一个集合m，m＝(1,2,...,q)，采用分治算法，根据请求ip地址n和cpu数量n进行依次降低划分计算，q1＝nip/ncpu；q2＝(q-nip)/1linux，式中，q1为该时间内cpu承接负载的个数，q2为该时间内cpu承接负载的个数，nip为ip地址数量，ncpu为cpu数量，q为该时间内总进程数；所述递归算法是描述集合划分模型个数的算法，根据q数量的负载数量集合与q是划分数量的子集，可采用递归式为f(q,q)＝q×f(q-1,q)+f(q-1,q-1)，式中f为函数关系式，进行递归计算，通过编辑计算机语言程序进行实现智能自动化划分分流控制，其编辑代码如下：

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11、所述内核处理器分流运行是通过递归算法将进程数进行划分后分别传输到内核与处理器中进行负载均衡处理，并对应负载访问ip地址进行修改、响应及反馈到用户端，其中计算对应的q1分别与对应的cpu进行响应，用于负载运行处理，而q2计算的进程数则是传输到linux中进行响应处理。

12、在一个优选地实施方式中，所述linux接收进程模块包括有f5-big-ip-gtm单元和lvs单元，所述f5-big-ip-gtm单元是内核将负载进行平衡、分摊到若干个操作单元上进行并发执行，f5是通过采用压缩加速技术，降低网络传输的压力，采用连接聚合技术，降低服务器运行的压力，采用动态页面缓存技术，降低应用的压力，采用客户端的浏览器作为缓存，提升响应速度，实现了多链路的负载均衡和冗余，接入多条isp链路，在链路之间实现负载均衡和高可用的作用；所述lvs单元是内核虚拟服务器，利用lvs调度器，在集群负载中将访问请求与响应数据包进行分离控制，让虚拟服务器处理数据请求，真实物理服务器进行响应数据，把响应后的数据包直接通过网络io返回到用户端，lvs是与真实服务器之间创建隧道连接，而对应dr是直接路由，两种模式均能够让内核进行负载均衡处理请求与响应过程。

13、在一个优选地实施方式中，所述cpu接收进程模块包括有nat分散接收单元和全域网络就近访问单元，所述nat分散接收单元是在cpu中通过数据ip地址的修改，使得私有ip地址可以访问外网，以及外部用户端能够访问系统内部的私有ip主机，nat的具体操作步骤为：首先用户端通过无线网络连接服务器解析到控制系统的负载均衡设备上面的外网地址ip，然后lvs采用预设的算法选择后端的真实服务器，将数据请求包转发给真实服务器，并且在转发之前lvs会修改数据包中的目标地址和目标端口，目标地址与目标端口将被修改为选出的真实服务器ip地址以及相应的端口，最后真实的服务器将响应数据包返回给lvs调度器，调度器在得到响应的数据包后会将源地址和源端口修改为vip及调度器相应的端口，修改完成后，由调度器将响应数据包发送回终端用户；所述全域网络就近访问单元是根据访问ip地址所在的全域网络中，与就近的cpu所在真实的地址中进行快速响应，其中，全域网络是把不同类型的网络相互连接形成地理区域不受限制的计算机网络；就近访问是根据静态资源所存放在地理区域进行解析，通过dns域名解析进行就近访问；具有解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性，对用户提供更好的访问质量，提高服务器响应速度，以及避免了数据中心单点失效的特点。

14、本发明的技术效果和优点：

15、本发明具体通过智能自动化均衡控制模块采用系统分层控制结合分流模型计算控制进行负载均衡，实现多种均衡方法融合控制功能，达到了利用虚拟技术进行屏蔽内部结构，保护了服务器安全性、提高响应速度及均衡计算控制便捷的效果。