[发明专利]一种链路聚合的负载分担方法及系统

说明书

一种链路聚合的负载分担方法及系统，涉及数据通信技术的链路领域，系统包括控制平面和转发平面，控制平面为大流会话分配转发的端口，并根据各端口大流会话平均带宽比例差进行端口调整；同时，根据链路聚合各端口的带宽利用率调整端口转发权重；转发平面将收到的大流会话按照分配的端口转发，其余会话根据各端口转发权重进行负载均衡。本发明可以避免网络拥塞和负载差异，提高资源利用率，实现数据中心网络的负载均衡。

技术领域

本发明涉及数据通信技术的链路领域，具体涉及一种链路聚合的负载分担方法及系统。

背景技术

与传统网络相比，数据中心流量中东西向流量较大，随着目前云计算和分布式技术的使用，以及虚拟化的广泛部署，数据中心内部的服务器之间交互越来越频繁，服务器之间的流量越来越多，使得网络成为了数据中心性能的瓶颈之一。数据中心内大部分流的流量都小于10KB并且持续时间很短，都在几百毫秒的范围，每秒钟整个数据中心每个机架内的活动流的数量小于10000个；不管应用的具体类型是什么，在大部分的数据中心内，除了核心层以外每层的链路利用率都非常低。在核心层，核心链路的一部分经常承受着非常高的利用率，并且丢包发生在核心层或者接入层比发生在聚合层低得多，而聚合层与核心层之间的链路一般通过链路聚合的方式进行连接。另外数据中心内大部分是TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)流量，占据全部流量的95％以上，丢包会加剧网络的拥塞。

测量研究表明：数据中心网络中大部分的数据流量携带在小部分的数据流中。90％的数据流大小不超过1MB，99％的数据流大小不超过100MB，但在数据中心的数据传输中，90％的吞吐量都集中在大于100MB的数据流中。在应用中，大小不同的数据流其传输性能需求有所不同，小流对时延要求较高，而大流会话则对吞吐量要求较高。延迟敏感的流，大小一般小于1MB，吞吐率敏感的流一般大于1MB。同步突发生流的并发性由划分－聚合设计模式决定，其中位数大概是一个机柜中的服务器数目；吞吐率敏感的流并发性较小，中位数是1。数据中心的数据包大小服从双峰分布，两个峰值分别是40字节和1400字节，其中40字节左右的分组大多是TCP确认，1400字节左右的分组主要是用来传送数据。不同会话的帧乱序不会造成影响，同一会话的帧乱序才会造成影响。

为满足数据中心网络需要的高带宽和高可用性来保证业务的性能，采用以太网链路聚合技术，是一种简单方便且性价比高的方法。以太网链路聚合技术能将两个设备之间的多条物理链路聚合成单条高性能的逻辑链路，逻辑链路的带宽等于被聚合在一起的多条物理链路的带宽之和，而且聚合在一起的物理链路的条数可以根据业务的带宽要求来配置。链路聚合所具有增加带宽、提高链路可用性的优点非常符合数据中心网络的需求。

为了充分利用多条聚合在一起的物理链路的带宽，链路聚合技术采用一定算法来在多条物理链路上调度分配流量。为了避免发生乱序，以太网链路聚合技术标准IEEE802.3ad及其的一些改进釆用的流量分配算法都是基于会话，即属于同一会话的所有数据都被转发到相同的物理链路。当网络中存在很大数量的会话且这些会话的速率差别不大时，传统基于会话的流量分配算法可以工作得很好，各物理链路的负载会很均衡。然而，有数据中心网络流量测量研究表明，数据中心网络中会话数目少、速率相差大、以及流量变化快。

如果数据中心交换机链路聚合按照传统哈希算法进行负载分担，会因为哈希冲突导致流量负载不均衡，不同的物理链路负载相差很大，其中一些链路持续拥塞，而另外的链路利用率又不足。实际的吞吐量小于所有的物理链路带宽之和，限制了资源利用率，严重影响了以太网在数据中心网络的性能。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种链路聚合的负载分担方法及系统，避免网络拥塞和负载差异，提高资源利用率，实现数据中心网络的负载均衡。

为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是一种链路聚合的负载分担方法，包括：