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专利号: 2022107949498
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于SIP信令服务器集群的性能监测及负载均衡方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:为不同类型事务分配权值,客户端发送请求给服务器,每台服务器节点获取该服务器上所有事务,并给这些事务分配权值λi,其中i表示服务器正在处理的事务的类型,λi取值为范围为0~1;

步骤2:获取负载均衡器转发请求到收到服务器节点响应2000K的时间段,并且给不同响应时间分配权值μ,选取最近的N个响应时间数据进行加权平均计算,最新的一个权重为N,其次为N‑1,依次往后推,最旧的为1;

步骤3:计算服务器的负载量L,根据步骤1和步骤2得到的事务权值λi和响应时间权值μ,计算服务器的负载量L,具体公式如下:Cj=[C1,C1,C3]

Tj=[T1,T2,T3],T1+T2+T3=1

其中,Ni表示指该服务节点中正在处理的第i种事务的总数,Hop为跳数,用于衡量负载均衡器到服务节点之间的距离,C1,C2,C3分别表示CPU的处理速率,内存的大小以及网络的吞吐量,T1,T2,T3分别表示CPU利用率Pc、内存利用率Pm和网络带宽利用率Pm的权值;

步骤4:获取服务器节点的运行状态,设置两个门限阈值Y,Yo,Y表示正常服务阈值,Yo表示过载门限,并计算计算机服务节点负载率P具体公式如下:P=T1*Pc+T2*Pm+T3*Pn

T1+T2+T3=1,0<T1<1,0<T2<1,0<T3<1,

并将计算机服务节点负载率P与Y,Yo进行比较,当P低于其过载门限Yo时,服务节点通知负载均衡系统,将服务器节点的运行状态标记为正常状态,表明可以接收SIP请求;当P超过Yo时,则需要计算正常服务阈值Y,并将该服务器节点标记为过载状态,停止接收请求,直到该节点负载率小于Y时才清除过载标记将其更新为正常状态,通知负载均衡系统其恢复正常的消息,所述正常服务阈值Y的计算公式如下:其中,Pi是指第i个服务器节点的负载率,N表示服务器节点的数量;

步骤5:根据服务器节点的运行状态和计算好的负载量L,选取正常状态下负载量最少的服务器节点来分配SIP请求。

2.根据权利要求1所述的基于SIP信令服务器集群的性能监测及负载均衡方法,其特征在于,事务的类型包括INVITE事务和Non‑INVITE,所述Non‑INVITE事务包括REGISTER、BYE、CANCEL、OPTIONS、REFER、MESSAGE、SUBSCRIBE、INFO和UPDATE;所述INVITE事务的权重为1,其它Non‑INVITE事务的权重取值为0~1。

3.根据权利要求1所述的基于SIP信令服务器集群的性能监测及负载均衡方法,其特征在于,所述T1,T2,T3取值范围为0~1,且权重之和为1,权重优先级为:CPU>内存>网络带宽。

4.一种使用权利要求1‑3的任一所述的负载均衡器,其特征在于,包括注册请求转发模块、负载均衡器模块、心跳模块、节点管理模块、数据库模块、SIP处理模块;

所述注册请求转发模块通过将系统中注册请求的分离处理,利用特定的服务器处理注册请求,当负载均衡器收到客户端发送的REGISTER请求时,将其转发给注册服务器进行处理;

所述负载均衡器模块按照本发明的基于SIP事务的负载均衡优化算法,选择事务量最少的服务器节点将请求转发给它进行处理,包括负载量的统计和根据负载量选择节点,所述心跳模块利用SIP协议和OPTION消息检测系统中服务器节点的运行状态是否发生故障;

所述节点管理模块指负载均衡器对SIP服务节点的管理,包括节点的添加删除以及节点信息的维护,节点信息主要包括节点的存活信息以及负载信息;

所述数据库模块用于存储和维护服务器节点的信息,包括服务器节点ID、服务器节点状态以及服务器节点负载统计信息;

所述SIP处理模块用于完成SIP代理服务器的功能,在转发消息时,会在消息添加Via头域,Via头域中使用recevied和report字段记录SIP消息经过SIP代理的IP地址和端口,使响应消息可以按照请求消息的反向进行传递。