负载均衡技术是一种用在多个网络连接、计算机(计算机集群)、CPU、磁盘驱动器或其他资源中,进行负载分配,以达到最优化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避免过载的技术。
就例如在火车站、商场等较拥挤的地方,会设置多个出入口,管理人员把客户分散到各个出入口,能大大缩短出入时间。负载均衡也一样,CMC设备具有负载均衡调度者的角色,能够根据相关指标,来协调CM平均使用频点资源,从而提升整个系统的能力。
对于C-DOCSIS领域,负载均衡的目的同样是将负载在可用的系统资源上进行均分,CMC在CM上线时或者CM上线以后,周期性的检测各个信道的负载是否满足均衡的要求,如果不满足,CMC就会下发相关的消息来指导CM移动到指定的信道上继续工作。
CMC负载均衡原理
简单来说,CMC负载均衡指的是一种通过一系列的静态或动态的频点切换,将终端重定位到空闲频点,从而达到充分利用现有频点资源这一目的的技术。
所谓的负载包括:
1. 在某个上行或下行频点当前活跃的终端数;
2. 在某个上行或下行频点当前活跃的业务流数;
3. 某个上行或下行频点的带宽使用率;
CMC的负载均衡是由逻辑上定义的负载均衡组(Load Balance Group – LBG)来实现的。CMC设备支持两种类型的负载均衡组,通用负载均衡组和受限负载均衡组,以实现不同的负载均衡策略。
Ø 通用负载均衡组:由CMC默认创建的负载均衡组,该负载均衡组开放给CMC设备的所有下行信道和上行信道射频接口,共享信道资源。主要应用于普通用户服务。
Ø 受限负载均衡组:运营商可以配置受限负载均衡组,该负载均衡组可手动添加相应的下行信道和上行信道以及包含的CM,主要应用于VIP用户服务,确保其共独享信道。
负载均衡是一项非常复杂的技术,它可以按照协议分成经典负载均衡,DOCSIS 负载均衡,DOCSIS3.0 负载均衡以及受约束的负载均衡;也可以按照行为分成静态负载均衡,动态负载均衡以及被动负载均衡;同时也可以按照驱动方式分类成基于终端数量的负载均衡,基于业务类型的负载均衡以及基于频点吞吐量使用率的负载均衡。以上的分类方式并非各自为政,相反,它们相辅相成,你中有我,我中有你,共同组成了一个完整的负载均衡系统。
CMC设备的负载均衡策略越符合实网、越丰富,对网络支持业务的能力就会越强。部分C-DOCSIS厂家,目前支持的负载均衡策略不足以支持运营商的实际需要。通常,CMC设备要求支持如下三种不同的负载均衡方式:
Ø 基于实时流量的负载均衡:此负载均衡方式适于对均衡要求高,关注网络实时负载情况的场景;
Ø 基于 active 服务流数量的负载均衡:此负载均衡方式适于在业务场景复杂时使用,一般各 CM 的业务带宽不均衡,需要按照业务流带宽进行精细划分;
Ø 基于 CM 数量的负载均衡:CMC 设备根据在线 CM 数量进行负载均衡。此负载均衡方式适于在业务场景比较简单时使用,一般各 CM 的业务带宽比较均衡,可以直接按 CM 数量进行划分;
总之,配置负载均衡之后,CMC在CM上线时或者上线后,周期性的检查信道的负载状况,判断是否达到需均衡的条件,如果满足条件,CMC 会指导CM移动到指定信道,达到提高CMC设备吞吐量的目的。