一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法
专利汇可以提供一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于改进一致性哈希的 服务器 端负载均衡方法，通过该负载均衡方法，能够根据服务器性能动态调节服务器集群中的 节点 负载。该方法根据服务器集群中节点自身的性能以及在一个周期连接数构建虚拟节点，从而解决目前基于一致性hash的负载均衡系统的负载不均匀的问题。具体步骤如下：路由服务器周期性地维护服务器集群的节点个数和性能数据，根据节点的性能比和节点数量，计算每个节点需要构建的虚拟节点的数量；将集群节点和虚拟节点根据hash 算法 构建hash环；路由服务器周期性地维护每个集群节点的连接数；每个周期过后根据相同性能值下连接数的差异，计算虚拟节点数量冗余值；周期性重复上述五个步骤，更新虚拟节点的数量，重建hash环。，下面是一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法专利的具体信息内容。
1.一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤1，路由服务器周期性地维护服务器集群的节点个数和性能：所述路由服务器为反向代理服务器，用来分发前端传来的并发请求；所述服务器集群的节点性能由服务器的CPU、运行内存和网络带宽三个参数计算得出；
步骤2，根据节点的性能比和节点数量，计算每个节点需要构建的虚拟节点的数量；
步骤3，将集群节点和虚拟节点根据hash算法构建hash环；
步骤4，路由服务器周期性地维护每个集群节点的连接数；
步骤5，每个周期过后根据相同性能值下连接数的差异，计算虚拟节点数量冗余值；
步骤6，周期性重复步骤1至5，更新虚拟节点的数量，重建hash环，输出负载均衡策略，将连接落在对应的服务器集群节点上。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：步骤1中，所述服务器集群的节点性能根据如下公式计算：
F(Si)＝Wcpu*Acpu+Wmem*Amem+Wband+Aband
其中，F(Si)表示服务器的性能值，Si表示第i个服务器，Acpu、Amem以及Aband表示CPU、运行内存和网络带宽三个参数，Wcpu、Wmem以及Wband表示这三个参数的权重系数，这三个权重系数满足如下公式：
Wcpu+Wmem+Wband＝1
其中根据多次数据测试，将这三个系数Wcpu、Wmem以及Wband分别设置为0.6，0.2，0.2。
3.根据权利要求1所述的一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：步骤2中，所述节点的性能比根据以下如下公式计算：
其中F(Si)表示当前服务器集群节点的性能值，Min表示所有节点性能的最小值，Max表示所有节点性能的最大值；使用该公式计算出的节点性能比，位于(0，1)区间内。
4.根据权利要求1所述的一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：步骤2中，所述虚拟节点数量由如下公式计算：
N(Si)＝E(Si)*K(n)+r
其中E(Si)表示节点的性能比，K(n)表示虚拟节点最大线性公式，根据当前的服务器集群中的节点数量，得到虚拟节点的最大数量值；r表示当前虚拟节点的冗余值，初始值为0，在经历步骤6后，路由服务器收到每个节点在周期内的真实负载，将重新计算冗余值，构建虚拟节点；
K(n)表示虚拟节点最大线性公式，采用如下公式计算：
其中，h，l，m表示线性系数，x表示集群节点数，k与x呈线性关系；n表示该函数的线性冗余值；
根据上述公式，根据当前的服务器集群中的节点数量和节点在服务器集群中的性能比，得到所要构建的虚拟节点的数量值。
5.根据权利要求1所述的一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：步骤3中，所述hash算法如下所示：
f＝Hash(Si)％n
其中Hash表示表示计算集群节点hash值的hash函数，n表示服务器集群中节点的数量；
根据集群节点和虚拟节点的hash值构建hash环，该步骤流程如下：
32 32
步骤3-1，将hash环的起点定义为0，终点定义为2 ，构建0～2 的圆；
步骤3-2，将各个集群节点和虚拟节点根据上述hash函数计算出的hash值对应圆环上并构建相应的点，形成hash环。
6.根据权利要求1所述的一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：步骤4中，所述周期表示路由服务器维护每个集群节点的连接数的时间，所述连接数表示服务器节点在周期内所命中的并发请求数，该步骤流程如下：
步骤4-1，根据hash函数计算连接请求的hash值；
步骤4-2，顺时针查找hash环，找到对应的hash区间；
步骤4-3，如果该连接的hash值有对应的区间，找到区间对应的集群节点或虚拟节点，将连接请求落于hash环中对应的服务器集群节点上；
步骤4-4，如果顺时针查找一周并未找到对应区间，则将该连接请求落于hash环中的第一个服务器集群节点。
7.根据权利要求1所述的一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：步骤5中，所述性能值为步骤1中所计算的服务器的性能值，所述虚拟节点冗余值为步骤2中虚拟节点数量计算公式中的冗余值r，该步骤流程如下：
将性能值相同的集群节点分组；根据分组，按照步骤4依次获取周期内该集群节点的连接数；将集群节点在周期内的连接数按照分组上传给路由服务器，计算虚拟节点冗余值r：
r＝N(Si)*R(C(Si)，F(Si))
其中N(Si)表示步骤二中所计算的虚拟节点数量值，R(Si)表示冗余系数线性函数，参数C(Si)表示当前节点在周期内的连接数，F(Si)表示该节点的性能值；
采用如下公式计算：
其中参数C(Si)表示当前节点在周期内的连接数，Avg(C(Si))表示该性能值下连接数的平均值，根据相同性能下连接数的不同，针对性能值高而负载低和性能值低而负载高两种情况，冗余系数的计算函数不同，当性能值高而负载低时，需增加虚拟节点，增加负载；当性能值低而负载高时，需减少虚拟节点，减少负载。
8.根据权利要求7所述的一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法，其特征在于：针对性能值高而负载低和性能值低而负载高两种情况，冗余系数的计算函数的步骤流程如下：
在同一个分组内，计算分组内集群节点连接数的平均值；遍历所有分组，循环执行上一步；如果分组性能值高，对于连接数低于分组平均值的服务器集群节点，冗余函数线性系数采用如下公式计算：
其中参数C(Si)表示当前节点在周期内的连接数，Avg(C(Si))表示该性能值下连接数的平均值；
如果分组性能值低，对于连接数高于分组平均值的服务器集群节点，冗余函数线性系数采用如下公式计算：
其中参数C(Si)表示当前节点在周期内的连接数，Avg(C(Si))表示该性能值下连接数的平均值。
一种基于改进一致性哈希的服务器端负载均衡方法
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