一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法与流程

专利2025-12-24  5


本发明涉及云计算集群应用,尤其涉及一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法。


背景技术:

1、分布式服务集群是一种高度可扩展和容错的系统架构,它通过在多个物理或虚拟节点上运行服务来实现负载均衡和高可用性。分布式服务集群也有很多种类,例如高可用分布式服务云集、自适应分布式服务集群框架和自愈式分布式服务集群等等。

2、分布式服务集群的管理一般需要负载均衡协调处理,而能够实现负载均衡协调处理能力的服务集群往往本身也是一个高可用的服务集群。

3、研究发现,传统的负载均衡集群系统使用静态分配算法,根据服务器节点的处理能力和负载情况实现前置处理的节点权重设置。然而,由于实际负载情况的动态性,静态分配算法难以适应实时负载变化,导致负载不均衡和性能下降的问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,解决了现有技术中指出的上述技术问题。

2、本发明提出了一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,包括如下操作步骤:

3、实时监测当前服务器集群中每个服务器节点的负载信息;根据所述负载信息与各个所述服务器对应的服务器属性信息计算当前每个服务器节点的负载信息评价值;

4、所述负载信息包括客户端连接数及实例响应创建时间;所述服务器属性信息包括客户端最大连接数及实例最大响应创建时间;

5、所述负载信息评价值的计算方式为:

6、负载信息评价值=w1×(客户端连接数/客户端最大连接数)+w2×(1-(实例响应创建时间/实例最大响应创建时间));

7、式中,w1为客户端连接数所占权重;w2为实例响应创建时间所占权重;

8、将各个所述服务器节点根据所述负载信息评价值进行从大到小排列,得到当前集群服务器节点负载信息列表;

9、获取当前客户端的连接请求,解析所述连接请求,得到请求信息;基于所述请求信息,结合集群服务器节点负载信息列表和集群服务器节点优先级列表进行匹配得到目标服务器节点;将所述连接请求分发给所述目标服务器节点;

10、所述请求信息包括当前客户端的所属类型;

11、较佳的,所述集群服务器节点优先级列表中的元素表征当前客户端对应的所有类型的服务器节点的连接优先级。

12、较佳的,所述基于所述请求信息,结合集群服务器节点负载信息列表和集群服务器节点优先级列表进行匹配得到目标服务器节点,具体包括如下操作步骤:

13、从当前集群服务器节点优先级列表中选择优先级最高的多个第一待选服务器节点;

14、使用轮询方式选择集群服务器节点负载信息列表中排名靠前的n个第二待选服务器节点;

15、基于所述请求信息,结合所述第一待选服务器节点与所述第二待选服务器节点进行分析筛选得到目标服务器节点;

16、较佳的,在“从当前集群服务器节点优先级列表中选择优先级最高的集群服务器节点类型”之前,还包括根据当前客户端的所属类型,调用对应的当前客户端的集群服务器节点优先级列表。

17、较佳的,基于所述请求信息,结合所述第一待选服务器节点与所述第二待选服务器节点进行分析筛选得到目标服务器节点,包括如下操作步骤:

18、基于所述第一待选服务器节点与所述第二待选服务器节点获取第三待选服务器节点;

19、所述第三待选服务器节点是属于第一待选服务器节点的同时属于第二待选服务器节点的服务器节点;

20、获取各个所述第三待选服务器节点的服务器属性信息;同时,获取所述请求信息的数据量;

21、所述服务器属性信息包括单位数据量处理时间;

22、根据所述服务器属性信息及所述数据量计算获取数据处理时间ti;

23、所述数据处理时间ti的计算方式为:

24、数据处理时间

25、基于所述数据处理时间与各个所述第三待选服务器节点的实时参数进行综合分析得到各个第三待选服务器节点的任务处理调度值;

26、选择任务处理调度值最大对应的第三待选服务器节点为目标服务器节点。

27、较佳的,所述基于所述数据处理时间与各个所述第三待选服务器节点的实时参数进行综合分析得到各个第三待选服务器节点的任务处理调度值,包括如下操作步骤:

28、获取各个所述第三待选服务器节点的实时参数pi={pi1,pi2,pi3,...pij};其中,pij为第i个第三待选服务器节点的第j个实时参数;

29、获取各个所述实时参数对应的实时参数权值qi={qip1,qip2,qip3,...qipj};其中,qipj为第i个第三待选服务器节点的第j个实时参数的权值;其中,qi中每项参数相加之和为1;

30、基于所述实时参数与所述实时参数权值建立初始任务处理调度矩阵r;

31、基于所述初始任务处理调度矩阵r与所述数据处理时间计算获取各个第三待选服务器节点的任务处理调度值;

32、较佳的,所述初始任务处理调度矩阵r表示为:

33、

34、其中,(pij,qipj)表示第i个服务器节点的第j个实时参数的具体值和其对应的权重值;

35、所述第三待选服务器节点的任务处理调度值的计算方式为:

36、

37、式中,r为初始任务处理调度矩阵;qipj为第i个第三待选服务器节点的第j个实时参数的权值;pij为第i个第三待选服务器节点的第j个实时参数;ti为数据处理时间。

38、较佳的,获取各个所述实时参数对应的实时参数权值,包括如下操作步骤:

39、初始化所述实时参数权值的迭代优化参数;

40、所述迭代优化参数包括种群数量、迭代计数器,所述迭代计数器的迭代次数初始为0;

41、将各个实时参数权值根据预设的映射函数映射至初始的搜索空间,得到搜索网格;

42、对每个实时参数权值初始化得到初始实时参数权值在所述搜索网格中的初始位置m及初始迭代搜索速度d;

43、基于所述初始位置m及所述初始迭代速度根据预设的适应度函数f(x)计算获取第一适应度f;

44、判断所述第一适应度是否大于或等于预设的适应度最低阈值;若是,则输出所述初始位置m对应的初始实时参数权值为目标实时参数权值;若否,则将所述迭代计数器的迭代次数加1,得到当前迭代次数k;

45、基于所述第一适应度f与所述初始位置m进行迭代计算分析得到目标实时参数权值。

46、较佳的,所述基于所述第一适应度f与所述初始位置m进行迭代计算分析得到目标实时参数权值,包括如下操作步骤:

47、基于所述当前迭代次数与所述初始位置m计算获取新的迭代搜索速度d';

48、根据所述新的迭代搜索速度d'计算获取新的位置m';

49、将所述新的迭代搜索速度d'作为初始迭代搜索速度同时将所述新的位置m'作为初始位置m并返回上述操作,直至输出目标实时参数权值。

50、较佳的,所述新的迭代搜索速度d'的计算方式为:

51、

52、式中,g为迭代搜索速度权重;k为当前迭代次数;α,β分别表示第一学习因子和第二学习因子;h1,h2是随机数在[0,1]范围内取值;pbest z表示初始位置m的局部最优解;gbest表示初始位置m的全局最优解;为第k次迭代次数确定的第z个实时参数的初始位置;

53、所述新的位置m'(即第k+1次迭代次数确定的第z个实时参数的最终位置)的计算方式为:

54、

55、与现有技术相比,本发明实施例至少存在如下方面的技术优势:

56、分析本发明提供的上述一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法可知,通过根据每个服务器节点的负载信息评价值,将集群服务器节点负载信息列表按照评价值从大到小的顺序进行排列,得到当前集群服务器节点负载信息列表,这样可以快速找到负载较轻的服务器节点;通过快速确定负载较低的服务器节点,以便更好地分配客户端连接请求;同时将服务器节点的优先级也考虑在内;结合集群服务器节点负载信息列表和服务器节点优先级列表,可以匹配到合适的服务器节点作为目标服务器节点,以确保连接请求被分发到负载较轻且优先级较高的服务器上;

57、通过实时监测目标服务器节点的实际负载信息,周期性地更新集群服务器节点负载信息列表中每个服务器节点的负载信息;这样可以保持负载信息的准确性和及时性,以便更好地进行负载均衡。


技术特征:

1.一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,包括如下操作步骤:

2.根据权利要求1所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,所述集群服务器节点优先级列表中的元素表征当前客户端对应的所有类型的服务器节点的连接优先级。

3.根据权利要求2所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,所述基于所述请求信息,结合集群服务器节点负载信息列表和集群服务器节点优先级列表进行匹配得到目标服务器节点,具体包括如下操作步骤:

4.根据权利要求3所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,在所述从当前集群服务器节点优先级列表中选择优先级最高的集群服务器节点类型之前,还包括根据当前客户端的所属类型,调用对应的当前客户端的集群服务器节点优先级列表。

5.根据权利要求4所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,基于所述请求信息,结合所述第一待选服务器节点与所述第二待选服务器节点进行分析筛选得到目标服务器节点,包括如下操作步骤:

6.根据权利要求5所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,所述基于所述数据处理时间与各个所述第三待选服务器节点的实时参数进行综合分析得到各个第三待选服务器节点的任务处理调度值,包括如下操作步骤:

7.根据权利要求6所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,所述初始任务处理调度矩阵r表示为:

8.根据权利要求7所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,获取各个所述实时参数对应的实时参数权值,包括如下操作步骤:

9.根据权利要求8所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,所述基于所述第一适应度f与所述初始位置m进行迭代计算分析得到目标实时参数权值,包括如下操作步骤:

10.根据权利要求9所述的一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,其特征在于,


技术总结
本发明公开了一种高可用分布式服务集群的动态负载均衡处理方法,根据每个服务器节点的负载信息评价值,得到当前集群服务器节点负载信息列表,同时将服务器节点的优先级也考虑在内;结合集群服务器节点负载信息列表和服务器节点优先级列表,可以匹配到合适的服务器节点作为目标服务器节点,以确保连接请求被分发到负载较轻且优先级较高的服务器上;保持负载信息的准确性和及时性,以便更好地进行负载均衡。

技术研发人员:王景平
受保护的技术使用者:天津创智信通科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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