网络流量分析多机负载均衡系统设计

３２ Ａ Ｐ回复接 收模块 ． Ｒ
模 块 功 能 描 述 。ＡＲＰ回 复 接 收 模 块 设 置 ＡＲ Ｐ过 滤 规 则 ， 用 来 循 环 捕 获 数 据 包 ， 断 操 作 位 ， 到 ＡＲ 回 复 ， 判 收 Ｐ 以便 更 新 服 务 器 状 态 ， 护 服 务器 链 表 。 维
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｒ ａ ｆｃ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｌｉ ｃ ｉ ｅ Ｌ ａ ｉ ｇ Ｂａ ａ ｃｎ ｙ ｔ ｍ ｓｇ ｆ Ｎｅ ｗｏ ｋ Ｔｒ ｆｉ ａ ｙ ｉ ｎ Ｍｕ ｔｍａ ｈ ｎ ｏ ｄｎ ｌ ｎ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ
Ｐ ＡＮ Ｇ Ｌｉ ｎｇ
（ ｏ ｐ ｔｒ ｐ ｒ ｅ ｔＳｃ ｕ ｎＡ ｍｉｉｒ ｔ ｎＩｓ ｔｔ Ｃ ｅｇ ｕ６ ７ ， ｈｎ ） Ｃ ｍ ｕ ａ ｔ ｎ． ｉ ａ ｄ ｎ ｔ ｉ ｔｕｅ ｈ ｎ ｄ １０ ２ Ｃ ｉａ ｅ Ｄｅ ｍ ｈ ｓａｏ ｎ ｉ ， ０
建立并启动各个线程 。
作者简介 ： 庞玲 （９ ８ ）女 ， １ ７ ， 硕士 ， 讲师 ， 研究方 向为计算机软件 、 网络研究。
・
７ ’ ５
软件 杂志欢迎推荐投稿 ：ｈｔ： ｗ． ｏ ｏ ． ｒ／ ｔ ／ ｐ／ ｗｗ ｃ ｍｓｆｃ ｎ ｃ ｔｏ
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２ 多机负载均衡系统设计
设计并 实现 一套基于 Ｌｎ ｘ平 台 Ｉｖ ｉｕ Ｐ ４的网络 流量分析 多
机 负 载 均 衡 系统 ， 系统 至 少 应 包括 以下 功 能 ： 该 １ 够 保证 各 台 网络 流量 分 析 服 务 器 的 负载 大致 相 同 ； ）能
２ ）能 够 保 证 同 一 条 连 接 下 的 所 有 数 据 包 流 经 同一 台 真 实
【 ｙ ｒ ｓ Ｎｅ ｒ ａ ｃ Ｌ ａ ｉｇ ａａ ｃｎ ； ｓ ｎ Ｋｅ ｄ ］ ｔ ｋｔ ｆ ； ｏ ｄｎ ｌｎ ｉｇ Ｄｅｉ ｗｏ ｗｏ ｒｉ ｂ ｇ
１ 流量设计和 ＦＰ通信协议 Ｔ
１ １ 流 量 设计 ．
入 口流 量 处 理 模 块 。 使 用 对 应 连 接 目的 Ｉ Ｐ地址 ， 改并 重 修
程 序 处 理 流 程 。初 始 化 负载 均 衡 服 务 器 Ｉ 址 ， ＡＲ Ｐ地 在 Ｐ
庞玲 ： 网络流量分析 多机 负载均衡系统设计
数 据 库 中 。 若 收 到 真 实 服 务 器 流 量 消 息 ， 遍 历 真 实服 务 器 流 则
量 消 息 链 表 ， 流 量 信 息 格 式 化 写 入 缓 冲 区 中 ， 后 调 用 函 数 将 最
解 析 ， 是 Ｆ Ｐ被 动 方 式 ， 将 协 商 端 口插 入 被 动 方式 响 应 端 若 Ｔ 则
口 队列 。
１ ２ Ｆ Ｐ协议 通信 ． Ｔ
本 系统 是 以 网 络 连 接 为 单 位 的 流 量 分 割 方 式 ， 在理 论 上 适
器。调 用 ｎ ｔｎ — ｅｎ ｌｃｅｔ（ 函数 建立 Ｎｅｌ ｋ内核层 套 ｅｌ ｋ ｋ ｒ ｅ ｒａｅ） ｉ ＿ ｔｎ ｉ
服务器 ；ຫໍສະໝຸດ Baidu
３ 美 观 、 用 的 参数 配置 前 台 。 ） 易 负 载 均 衡 服 务 器 对 应 入 口 流 量 和 出 口流 量 应 该 配 备 有 两 个 网 卡 ， 为 流 量 分析 的真 实 服 务 器 应 该 是 同 构 的 （ 同的 硬 、 作 相 软 件 配 置 ）和 负载 均 衡 服 务 器 应 该 处 在 同一 网段 ， 且 数 量 不 ， 并 应大于 １ 个 。 ５
ｉ ｈ ｃ ｉ ｅ ｌ ａ ａａ ｃ ｎ ｙ ｔｍ ｕ ｃ ｉ ａ ｅ ｕ ｒ ｔ ｓｔ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｏ ｄ ｂ ｌｎ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｌｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｉ ｅｗｏ ｋ ｔａ ｃ ａ ａ ｙ ｉ， ｅ ｉ ｎ ｏ ｅｗｏ ｋ ｆ ｗ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｌ ｍａ ｅ ｏ ｅ ｎ ｓ ｎ ｎ ｔ ｒ ｒ ｆ ｎ ｌ ｓｓ ｄ ｓｇ ｆｎ ｔ ｒ ｏ ａ ａｙ ｉ ｎ ｍｕ ｔ — ｉ ｌ ｉ ｃ ｉ ｅ ｌ ａ ｉ ｇ ｂ ｌ ｎ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｈ ｎ ｄｎ ａ ａ ｃ ｎ ｙ ｔ ｍ． ｏ
问题 。
通 过 解 析 目 的端 口另 作 处 理 就 避 免 了 同一 个 Ｆ ＴＰ会 话 中 的 两 个 连 接 被 分 到 不 同 的 服 务 器 ， 同 时 也 会 一 定 程 度 上 影 响 但 到 负 载 均 衡 的 执 行 效 果 ， 是 在 大 流 量 宏观 条 件 下 影 响较 小 …。 但
３５ 真实服 务器 配置模 块 ．
模 块功 能描 述 。真 实 服 务 器 配 置 模 块 中 ， 进 行 权 限 认 证 ， 先 查 询 真 实 服 务 器 信 息 列 表 。 输 入 Ｉ 和 Ｉ 址 来 添 加 和 删 除 Ｄ Ｐ地 真 实 服 务 器 。程 序 处 理 流 程 。 点 击 查 询 莱 单 ， 择 服 务 器 配 置 选 选 项 。 窗体 ｍａ Ｆ ｒ 菜单 按钮 “ 主 ｉ ｏｍ ｎ 服务 器 配 置 ” 击 事 件 触 发 ， 单 将 该 事 件 写 入数 据 库 操 作 日志 表 中 。 主 窗 体 ｍａｎ ｏｍ 菜 单 按 钮 “ 务 器 管 理 ” 击 事 件 触 发 ， ｉＦ ｒ 服 单 将 该 事 件 写 入 数 据 库 操 作 日志 表 中。 子 窗 体 ａｒｎ ｅｅｖ ｒ ｒａ ｇ Ｓ ｒｅ 显 示 并 激 活 为 当 前 活 动 窗 口。 首 先 查 询 数 据 库 ， 证 当前 登 录 用 验 户权限 ， 只有 管 理 员级 的用 户 才 可 以 配 置 真 实 服 务 器 信 息 。 通 过 权 限 认 证 以 后 输 入 真 实 服 务 器 Ｉ 和 Ｉ 址 ， 击 增 加 或 删 Ｄ Ｐ地 点
用 ｍｏ Ｓ ｒ ｅ（， 改真 实服 务器 链 表 中 的对 应 真 实 服 务 器 。 ｄ ｃｖ ｒ）修
２ ２ 用 户层 主控 模块 ．
模 块 功 能 描 述 。 用 户 层 主 控 模 块 负 责 初 始 化 负 载 均 衡 服 务 器 Ｉ 地址 、 户 层真 实服 务器链 表。 与数据 库建 立连 接。 Ｐ 用
［ ｓｒｃ］ ｈｓ ａ ｅ ｖ ｓｇ ｔ ｅ ｏ ｄ ａ ｎ ｉｇｃ ｓ ｒｙｔｍ ｆｅ￣ ｄｂ ｃｇｏ ｎ ｎ ｗｌ ｇ ｎ ｅ ｃｎ ｌｇｅ， ｉｅｔ Ａｂｔａｔ Ｔ ｉｐｐ ｒｎ ｅｔ ａ ｄｔ ａ ｌ ｃ ｌ ｔ ｓ ｏ ｌ ｅ ａｋ ｒｕ ｄｋ ｏ ｅ ｅａｄｋｙｔ ｈ ｏｏ ｉ ，ｄ ｎｉ ｉ ｉ ｅ ｈ ｌ ｂ ａ ｎ ｕ ｅｓ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ —
求 ， 计 了网 络 流 量分 析 多机 负 载 均衡 系统 ” 设 。
关键 词 ： 网络流 量； 负载均衡 ； 设计 中图分类号 ：Ｐ３３ Ｔ： ． ９０ 文献标识码 ： Ｂ ＤＯ ：０３ ６ ￣ｉ ｎ１ ０ —９ ０２ １． ．２ Ｉ １．９ ９ ．ｓ ． ３６ ７ ． ２０ ０ ７ ｓ ０ ０ ５
２ １ 用 户层通 信 接 口模 块 ．
用 户 层 通 信 接 口 模 块 建 立 Ｎ ｔｎ ｅｌ ｋ套 接 字 ， 用 户 层 建 立 ｉ 同 连 接 ， 责 解 析 用 户 层 发 来 的 命 令 ， 真 实 服 务 器 流 量 信 息 和 负 将
连 接 分 配 记 录 信 息 发 到 用 户 层 ， 加 、 除 或 者 修 改 真 实 服 务 增 删
新 计 算 校 验 和 ， 时 重 新 添 加 该 连 接 记 录 的 定 时 器 。 出 口流 量 同 处 理 模 块 。 出 口 流 量 处 理 在 Ｎｅｆｔｒ 架 中 ＮＦ １＿ Ｏｓ — ｔｌ 框 ｉｅ ．Ｐ Ｐ Ｔ
ＲＯ Ｉ ＵＴ ＮＧ 钩 子 点 ｎ— ｏｔ 注 册 钩 子 函 数 ｎ — ｏ ｋ ｐ ｓ ｆｐ ｓ 中 ｆｈ ｏ ＿ ｏｔ ＿ ｒｕ ｉｇ， 的 是 对 出 口数 据 包 的 源 地 址 进 行 变 换 ， 换 为 负 载 ｏｔ ｎ 做 变 均衡 服务器 Ｉ Ｐ地 址 。 查 找 哈 希 表 ， Ｆ Ｐ响 应 包 端 口进 行 对 Ｔ
若 操 作 码 为 １ ， 将 消 息 负 载 中 的 真 实 服 务 器 Ｉ 提 取 －３ 则 Ｄ 出来 ， 动状 态值 ｓａｕ 设 为 １ 调 用 ｍｏ Ｓ ｒｅ（， 改 真 实 服 活 ｔｔ ｓ ， ｄ ｅｖ ｒ）修
务 器 链 表 中 的 对 应 真 实 服 务 器 。若 操 作 码 为 ４ ６ 则 将 消 息 负 －， 载 中 的 真 实 服 务 器 Ｉ 提 取 出 来 ， 动 状 态 值 ｓ ｔｓ 为 ０ 调 Ｄ 活 ｔｕ设 ａ ，
接 字 。将 连 接 转换 记 录 消 息 链 表 填 充 到 ｓｎ ＿ｏ ｎ ｌａ ， 用 ｅ ｄ ｃ ｎ ＿ｏ ｄ 调 函数 ｓｎ ＿ｏ ｕ ｒ） ｅ ｄ ｃｎ ＿ｏ ｄ发 送 到 用 户 层 。 然 后 ｅ ｄ ｔ— ｓ（将 ｎ ＿ ｏ ｎ ｌａ
清空连接转换记录消息链表。
合基于 Ｉ Ｐ层 ＮＡＴ转发 的多机 负载 均衡系统 ， 但是还存在一些
探测发送模块 中会用到 ， 调用 ｄ — ｏ ｎ ｃ（与 Ｍｙ ｑ 数据库连 ｂ ｃｎ ｅｔ） ｓｌ
接。
ｗｒ ｅ） ｉ （将缓冲区内容发送到前台客户端。 ｔ
３ 系统的设计与实现
３ １ Ａ Ｐ探 测发 送模块 ． Ｒ
模 块 功 能 描 述 。ＡＲＰ探 测 发 送 模 块 通 过 Ｌ ｂ ｅ 来 构 造 ｉｎ ｔ
序 处 理 流 程 ． 模 块 包 括 用 户权 限 认 证 ， 该 查询 用 户 信 息 列 表 和 增 加 、 除 用 户 信 息 。 点 击 查 询 莱 单 ， 择 用 户 信 息 选 项 。 主 删 选 窗 体 ｍａ Ｆ ｒ 菜 单 按 钮 “ 户 信 息 ” 击 事 件 触 发 ， 该 事 ｉ ｏｍ ｎ 用 单 将 件 写 入 数 据 库 操 作 日志 表 中 。 点击 配 置 菜 单 ， 选择 用 户 管 理 选 项 。 主 窗 体 ｍａｎ ｏ ｍ 菜 单 按 钮 “ 户 管 理 ” 击 事 件 触 发 ， ｉＦ ｒ 用 单 将 该 事 件 写 入 数 据 库 操 作 日志 表 中 。 通 过 权 限认 证 以 后 输 入 用户名 、 密码 和 确 认 密 码 ， 点击 增 加 或 删 除 按 钮 ， 后 根 据 输 入 然 信 息 查 询 数 据 库 进 行 正 确 性 验 证 ， 加 或 删 除 是 否 成 功 有 对 话 增
为 ｛ｘ ｆ０ ｆ ，ｘ ｆ０ ｆ，ｘ ｆ ０ ｆ｝然 后 初 始 化 Ｌｂ ｅ 句柄 ， ０ ｆ，ｘ ｆ０ ｆ，ｘ ｆ０ ｆ，ｘ ｆ。 ｉｎ ｔ
进入 循环 ｓ ｅ （０ ， ｌ ｐ １ ）调用 ｏ ｔａｅ ｅｖ ｒ ｉｔ ， ｅ ｕｄ ｔＳ ｒｅＬｓ（ 将用户层真实服 ）
务 器 各个 真 实 服 务 器 的 超 时 次数 减 １ 。
框提示。
ＡＲＰ请 求 包 ， 实 服 务 器 链 表 各 个 真 实 服 务 器 超 时 次 数 递 减 ， 真 每 隔 十 秒 将 ＡＲＰ请 求 包 广播 发 送 到 同一 网 段 。
程 序 处 理 流 程 。设 置 源 Ｉ Ｐ地 址 为 负载 均 衡 器 的 Ｉ Ｐ地 址 。 初 始 化 源 Ｍ ＡＣ地 址 和 目的 Ｍ ＡＣ地 址 。 目的 ＭＡＣ 地 址 设 置
３ ４ 系统前 台功 能模块 的设计 ．
流 量 分 配 统 计 实 时 显 示 模 块 。 模 块 功 能 描 述 ． 后 台 建 与 立 ＴＣ Ｐ连 接 ， 收 流 量 信 息 ， 各 个 真 实 服 务 器 流 活 跃 的 连 接 接 对
数 （ Ｐ、 ＤＰ 总连接数）以柱状 图的形 式进行动态显示。程 ＴＣ Ｕ 、
软件 ２ １ ０ ２年第 ３ 卷 第 ５期 ３
Ｓ Ｆ、 Ｒ ０ Ｔ Ｅ
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网络流量分析 多机 负载均衡系统设计
庞 玲
（ ｔ 政学 院计 算机 系 ，四 川 成都 ６ ０７ ） ５ １川行 １０ ２
摘
要： 本文在调查 了负载均衡 集群 系统相关 背景知识和 关键 技术后 ， 确定 了网络流量分析 中的多机 负载 均衡 系统的功 能需