一种集群切换时保持TCP会话的系统和方法技术方案

本发明专利技术一种集群切换时保持TCP会话的系统，是由客户端、互联网、路由器、负载均衡设备集群及真实服务器顺序连接构成，所述的负载均衡设备集群由负载均衡主设备和从设备构成，其中主设备和从设备均由负载均衡应用模块、TCP会话备份和恢复模块、TCP模块、IP模块和网卡相互连接构成。在本发明专利技术中，在从设备中提前备份了主设备上所有的TCP会话，当切换到从设备时，能根据从设备上备份的会话元数据，恢复出曾有的TCP会话，从而保证现有的TCP连接会话不受影响。

【技术实现步骤摘要】
一种集群切换时保持TCP会话的系统和方法
本专利技术涉及网络应用交付控制领域，特别涉及一种负载均衡设备在集群切换时保持TCP会话的系统和方法。
技术介绍
在网络环境中，TCP传输协议的作用及特性是负责发现传输中的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地；负载均衡的作用及特性是为客户端提供虚拟服务，把客户请求转给其后的真实服务，负载均衡设备在网络与真实服务器之间扮演了承上启下的作用。现有技术中，为了保证网络传输服务的可靠性，一般会采用集群对负载均衡设备进行冗余备份，当一台设备发生故障时，备份设备会相应自动启用，以此来提高服务的可靠性和可持续性，通常情况下，对于集群切换后收到的TCP会话请求，都可以进行正常的响应。但是对于切换之前正在处理请求的TCP会话，大多会选择丢弃作为解决方案。这样会造成一部分用户的TCP会话失败。对于负载均衡设备所提供的TCP服务的负载均衡，会在客户端和虚拟服务以及负载均衡设备和后台真实服务之间建立两个TCP会话。受限于TCP的特性，当因故障等发生集群切换时，这两个TCP会话将不能使用，因为在切换到的新的设备里没有这两个会话及其状态记录，这样会导致隶属该会话后续的TCP报文被丢弃，也即是说现有技术的做法只保证集群切换后到来的TCP会话请求能正确处理。现有技术的缺点是显而易见的，比如当客户端通过负载均衡主设备访问后台的TCP服务器时，在交互的过程中，主设备发生故障，切换到了备用设备，由于TCP协议的特殊性，只在客户端和主设备之间，以及主设备和服务器之间保存有TCP会话，切换到备用设备后，由于客户端和备用设备，以及备用设备和服务器之间没有任何TCP连接会话，导致了后续的TCP报文无法传达，只能丢弃处理，使得网络通信质量下降。因此，在负载均衡设备发生集群切换时，如何保持TCP会话的连续性成为保证网络通信质量亟待解决的问题。中国专利200810241694.2公开了一种支持TCP协议连接的备份方法及其设备，该方法是在IP层通过支持设备的主备板TCP协议连接的热备份实现在主备板的倒换过程中保持TCP协议连接不断连。该专利技术的问题是只解决了基于TCP的路由协议传输的不断连，并未解决负载均衡设备集群切换时所有基于TCP协议之上的应用协议的数据流不断连，仍无法克服因集群切换而造成的通信质量下降问题。
技术实现思路
为克服已有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种负载均衡设备在集群切换过程中，保证所有基于TCP协议的数据流不受影响，切换过程对于客户端是透明发生的，使得客户端感觉不到集群切换的发生。本专利技术一种集群切换时保持TCP会话的系统，是由客户端、互联网、路由器、负载均衡设备集群及真实服务器顺序连接构成，所述的负载均衡设备集群由负载均衡主设备和从设备构成，其中主设备和从设备均由负载均衡应用模块、TCP会话备份和恢复模块、TCP模块、IP模块和网卡相互连接构成。本专利技术一种集群切换时保持TCP会话的方法，包括以下步骤和分步骤：步骤一，对系统内的每一台负载均衡设备配置TCP的虚拟服务，所述的配置TCP的虚拟服务包括以下分步骤：分步骤一，客户端通过访问所述的虚拟服务来间接地访问其后的真实服务器，配置所述的虚拟服务类型为TCP类型；分步骤二，配置所述的真实服务类型为TCP，客户端先访问提供虚拟服务的负载均衡设备，然后负载均衡设备均衡地把客户端请求分配到不同的真实服务器上去；分步骤三，配置一个真实服务组，组是所述的真实服务的集合；分步骤四，把所述的真实服务加入到上述建立的真实服务组内；分步骤五，使用负载均衡策略关联上述虚拟服务和虚拟服务组，虚拟服务根据不同的策略把客户端请求分配给不同的真实服务组。步骤二，负载均衡设备集群配置，包括以下分步骤：分步骤一，配置集群所在的每个接口以及ID，集群备份上述虚拟服务及其虚拟服务组的IP；分步骤二，配置该集群的抢占方式和优先级，优先级高的负载均衡设备为主设备，其它是从设备；分步骤三，为从设备增加与上述主设备同样的配置；分步骤四，在主设备TCP模块中增加TCP会话备份和恢复配置；分步骤五，在从设备TCP模块中对应地增加TCP会话备份和恢复配置。对于TCP协议本身来说，它是一个有状态的协议，在集群切换到另外一台设备的时候，其原来的TCP会话状态就会丢失。本专利技术就是提供一种方案，当集群中设备发生切换时，原来的TCP会话在新切换到的从设备中仍能够继续使用。因为在本专利技术提到的技术方案中，在从设备中提前备份了主设备上所有的TCP会话，当切换到从设备时，能根据从设备上备份的会话元数据，恢复出曾有的TCP会话，从而保证现有的TCP连接会话不受影响。附图说明图1是本专利技术系统结构示意图；图2是本专利技术方法的一种实施例示意图。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也是本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。如图1，在集群的负载均衡环境中，通常是两台负载均衡设备作为一个集群。集群的负载均衡设备搭建的网络系统可以由客户端10、互联网20、路由器30、负载均衡设备集群40及真实服务器50顺序连接构成。其中负载均衡设备集群40可以由负载均衡器41和负载均衡器42组成一个集群，为系统提供虚拟服务。系统在运行时，一台是主设备，例如负载均衡41，一台是从设备，例如，负载均衡42。如图2所示，所述的主从设备可以由负载均衡应用模块411、TCP会话备份和恢复模块412、TCP模块413、IP模块414和网卡415相互连接构成；其中主设备和从设备在TCP模块中对应的增加TCP会话备份和恢复配置。主设备上每建立一个TCP会话，都会同步在从设备上建立一个TCP会话备份。这样，当主设备故障，从设备切换成主设备，并接管了所有的IP地址。切换后，上述的TCP会话报文发来时，会发给从设备，从设备根据TCP报文中的协议、IP地址和端口号去TCP会话模块找会话对象，此时，从设备和主设备刚刚发生切换，原来的TCP会话信息只保留在主设备上，从设备找不到切换时的会话对象，在从设备上找会话对象连接未果的情况下，将从TCP会话备份模块中恢复一个会话，这个新恢复出来的会话元数据和在主设备上的会话对象状态是一样的，所以就可以继续提供服务了。通俗地说，在一个集群环境中，我们在从设备上对主设备的所有TCP会话做了一个备份，当主设备不可用切换到从设备时，可以依赖在从设备上的TCP会话元数据恢复出完整的TCP会话，从而继续为客户端提供服务。现举一实例，在某大型集团负载均衡设备集群采购项目中，提出网络环境配置要求有三个提供TCP服务的服务器，IP分别是10.3.0.20，10.3.0.21和10.3.0.22，使用两台ArrayAPV8600负载均衡设备实现两个需求：需求一，实现到这个三个TCP服务器的请求负载均衡；需求二，集群切换时，客户端连接失败率为零。.上述某大型集团负载均衡设备集群的系统结构可以按照图1所示的结构搭建，其中提供虚拟服务的设备可以由两台ArrayAPV8600负载均衡设备组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集群切换时保持TCP会话的系统，是由客户端、互联网、路由器、负载均衡设备集群及真实服务器顺序连接构成，所述的负载均衡设备集群由负载均衡主设备和从设备构成，其特征是主设备和从设备均由负载均衡应用模块、TCP会话备份和恢复模块、TCP模块、IP模块和网卡相互连接构成。

【技术特征摘要】
1.一种集群切换时保持TCP会话的方法，是在由客户端、互联网、路由器、负载均衡设备集群及真实服务器顺序连接构成的系统中实现的，所述的负载均衡设备集群由负载均衡主设备和从设备构成，所述的负载均衡主设备和从设备均由负载均衡应用模块、TCP会话备份和恢复模块、TCP模块、IP模块和网卡相互连接构成，其特征是该方法包括以下步骤：步骤一，对系统内的每一台负载均衡设备配置TCP的虚拟服务，所述的配置TCP的虚拟服务包括以下分步骤：分步骤一，客户端通过访问所述的虚拟服务来间接地访问其后的真实服务，配置所述的虚拟服务为TCP类型；分步骤二，配置所述的真实服务为TCP类型，客户端先访问提供虚拟服务的负载均衡设备，然后负载均衡设备均衡地把客户端请求分配到不同的真实服务上去；分步...

【专利技术属性】
技术研发人员：周清志，程飞，
申请(专利权)人：华耀中国科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11