26、多核IPsec网关的自适应负载均衡

多核IPsec网关的自适应负载均衡

1 引言

在多核IPsec网关中，负载均衡是提升性能的关键。传统的静态负载分配方法虽能在一定程度上平衡负载，但在多租户环境下，流量分布的变化会导致负载不均衡。因此，需要设计一种自适应负载均衡算法，以实时调整负载，提高网关性能。

2 静态负载分配与Toeplitz哈希

2.1 静态负载分配原理

在多核IPsec网关中，静态负载分配用于将负载分配到每个核心。传统的静态负载均衡使用哈希函数计算目标负载节点的索引，然后将流量分配给该节点。

2.2 Toeplitz哈希的优势

对于多核负载均衡，Toeplitz哈希是最合适的选择。它使用Toeplitz矩阵计算哈希值，矩阵中同一对角线上的元素值相等。一个n行m列的Toeplitz矩阵可以将长度为m的序列哈希为长度为n的序列。

2.3 RSS技术与Toeplitz哈希

RSS（Receive Side Scaling）是一种NIC驱动技术，它采用Toeplitz哈希算法，能根据流量索引将流量均匀分配到不同的工作节点。

2.4 基于DPDK的实现

可以在基于DPDK的多核网关上部署Toeplitz哈希。设计一个流量重定向信息表（FRIT），以哈希表的形式存储流量与处理核心之间的对应关系。对于新的入站流量，使用Toeplitz哈希获取一个处理核心来处理该流量，并将此关系添加到FRIT中。对于后续的数据包，通过搜索FRIT获取该流量对应的处理核心信息，然后将数据包发送到该核心进行处理。

3 自适应负载均衡算法