基于云网融合资源池的负载均衡技术实现_云网融合资源布局

通信世界网消息（CWW）云网融合是云计算和网络融合的一种新型模式，它将云计算和网络技术相结合，实现了资源的共享、协同和高效利用。随着信息化建设的不断推进，云网融合已经成为未来网络发展的趋势和方向。负载均衡（Load Balancing）技术作为云网融合的重要组成部分，也在不断发展和完善，以满足日益增长的用户需求和业务需求。

负载均衡技术的基本概念和分类

负载均衡以提高系统的整体性能和可靠性为目的，是一种集群技术，它将特定的业务（网络服务、网络流量等）分担给多台网络设备（包括服务器、防火墙等）或多条链路，从而提高系统的业务处理能力，保证业务的高可靠性。基于云网融合资源池，目前主要有如下几类负载均衡。

服务器负载均衡

服务器负载均衡根据识别信息的层级不同分为两种。四层服务器负载均衡：可识别网络层和传输层信息，是基于流的负载均衡，通过对报文进行逐流分发，将同一条流的报文分发给同一台服务器。由于四层服务器负载均衡对七层业务无法按内容分发，因而其适用范围受到限制。七层服务器负载均衡除了可识别网络层和传输层信息之外，还可识别应用层信息，是基于内容的负载均衡，通过对报文承载的内容进行深度解析，根据内容进行逐包分发，按既定策略将连接导向指定的服务器，实现业务范围更广泛。

链路负载均衡

链路负载均衡是指将网络流量分配到多个链路上，以实现负载均衡。在具体使用上，主要分为出方向链路负载均衡及入方向链路负载均衡两类。出方向链路负载均衡一般用于内网用户通过多条运营商链路访问互联网，入方向链路负载均衡一般用于互联网不同运营商进行域名解析。

图1 出方向链路配置DNS透明代理功能前后的流量变化

如图1所示，出方向链路负载均衡的DNS透明代理功能可以有效解决因客户端DNS服务器配置导致的流量分配不均问题。通过DNS透明代理功能，DNS请求报文可以发往不同运营商网络内的DNS服务器，从而使内网用户访问外网服务器的流量较为均匀地分配到多条链路上，提高流量转发效率，提升服务质量；避免出现一条链路拥塞而其他链路闲置的情况；也可以在某条链路出现故障时，使用其他链路访问外网服务器，避免因链路故障导致访问失败。

图2 入方向链路配置负载均衡功能前后的流量变化

如图2所示，入方向链路负载均衡可在多条链路上分担外网用户访问内网服务器的流量，企业分别租用不同运营商ISP 1、ISP 2和ISP 3的三条链路为外网用户提供服务。通过配置入方向链路负载均衡，可以使外部互联网用户访问内网服务器的流量较为均匀地分配到多条链路上，从而提高流量转发效率，提升服务质量；避免出现一条链路拥塞而其他链路闲置的情况；在某条链路出现故障时，可引导外部互联网用户使用其他链路访问内网服务器，避免因链路故障导致流量转发失败。

云网融合场景下的负载均衡技术

云网融合场景下的负载均衡技术解决方案包括以下几种。基于软件的负载均衡方案是一种简单、灵活且易于实现的方案。这种方案利用软件实现负载均衡，并且可以在不同的服务器上部署。软件负载均衡方案可以利用开源的软件，如HAProxy、nginx和Apache等，实现负载均衡并提高灵活性。此外，基于软件的负载均衡还可以很方便地在云环境中实现动态伸缩。

基于硬件的负载均衡方案是一种高性能、高可靠和高可用性的方案。这种方案通过硬件负载均衡器实现负载均衡，并且支持更大的流量和更高的性能要求。硬件负载均衡器可以根据网络负载和应用性能等因素优化分配，并根据实际需要进行快速切换和故障处理。此外，硬件负载均衡器还支持高级功能，如SSL加速、入侵检测和防火墙等。

随需应变的自动化负载均衡方案是一种适合云环境的方案。这种方案利用自动化技术实现负载均衡，并根据实际应用的需求和变化动态调整负载均衡。该方案利用自动化架构实现自动化管理，并可根据服务需求、性能要求进行自动分配和管理。

基于软件的负载均衡主要是租户使用，基于硬件的负载均衡主要是提升IaaS层的功能。无论采用何种负载均衡解决方案，都需要有效地管理负载，实现高可用性和高性能的服务，以提升用户体验。

在云网融合场景下，负载均衡技术需要考虑多种因素（如网络带宽、计算资源、存储资源等），主要应用于以下几个方面。

一是基于SDN的负载均衡。利用SDN技术实现动态路由和流量控制，提高网络带宽利用率，同时根据应用需求自动调整负载均衡策略，提高应用性能和可靠性。二是基于容器的负载均衡。利用容器技术实现快速部署和扩展应用，通过容器编排工具自动调整容器数量和位置，实现负载均衡和高可用性。三是基于AI的负载均衡。利用机器学习、深度学习技术对应用流量进行预测和分析，自动调整负载均衡策略，提高负载均衡的智能化和自适应性。

笔者工作所涉及的云网融合场景，当前主要使用基于SDN的负载均衡和基于容器的负载均衡，而基于AI的负载均衡尚在研发及试点过程中。

云网融合负载均衡技术的未来发展方向

云网融合通过使用虚拟化技术和自动化管理，实现更高效的资源利用和更灵活的服务交付。对于负载均衡技术而言，云网融合对其提出了新的要求和挑战。

云网融合需要实现自动化管理，这对负载均衡技术提出了相应的要求。负载均衡器需能够自动检测服务器的负载情况，并动态分配网络流量，以实现负载均衡；此外，负载均衡器还需要支持自动配置和自动管理，以便于云环境下的自动化管理。

云网融合对网络安全性提出了更高的要求。负载均衡器需具备安全功能，能够有效保障网络不受攻击和恶意访问；同时负载均衡器需要支持防火墙、入侵检测、身份认证等安全功能，以确保网络的安全性。

云网融合需要实现网络的高可用性，这对负载均衡技术也提出了相应的要求。负载均衡器需要通过冗余机制和自动的容灾处理，实现网络的高可用性；同时负载均衡器需要支持虚拟化技术和多集群技术，以实现高可用性和故障转移。

云网融合需要网络具备动态伸缩性，这对负载均衡技术也提出了相应的要求。负载均衡器需要支持动态伸缩，能够根据网络负载情况自动调整负载均衡策略并分配流量，以实现负载均衡；此外，负载均衡器应具备自适应性和可扩展性，以应对网络流量的快速变化和扩展应用的需要。

云网融合建设需要控制成本，这对负载均衡技术也提出了相应的要求。负载均衡器需要具备低成本、高性能和高效能的特点，以实现更高效的资源利用并降低网络成本；此外，负载均衡器应支持开放式标准和互操作性，以实现更高效的资源利用和更灵活的服务交付。

随着云计算、物联网、5G等技术的快速发展，未来负载均衡技术将朝着更高效、更可靠、更智能、更安全的方向发展。云网融合场景下的负载均衡技术将助力运营商构建高效、智能和可靠的IT云网。