面向网络功能虚拟化的高性能负载均衡机制

作     者：王煜炜 刘敏 马诚 李鹏飞 Wang Yuwei;Liu Min;Ma Cheng;Li Pengfei

作者机构：中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《计算机研究与发展》 (Journal of Computer Research and Development)

年 卷 期：2018年第55卷第4期

页      面：689-703页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61472404 61732017 61472402 61501125 61502457)~~ 

主　　题：负载均衡 网络功能虚拟化 软件定义网络 高效数据包处理 综合能力 

摘      要：网络负载均衡器是实现网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的重要功能组件,通过其准确的业务负载分担,运营商可以灵活、高效地实现业务能力增强和容量扩展.基于DPDK技术框架设计实现了面向NFV的高性能4层网络负载均衡机制及系统HVLB,能够灵活部署运行于主流虚拟化平台.HVLB整体采用软件定义网络(software defined networking,SDN)思想设计,实现调度策略制订和数据转发的有效分离.在转发端基于用户空间实现多核多队列高效数据处理架构,同时保证各处理队列间的数据访问隔离和任务处理均衡;在控制端基于网络链路和计算相结合的综合能力作为NF选择和转发策略的制订依据,在实施业务数据准确分发的基础上保障了网络性能.基于KVM的原型系统实验结果表明:与现有LVS系统相比,HVLB极大地提升了数据包处理与转发性能,并实现了64字节UDP数据包的线速转发.