日益增长的网络流量使得负载均衡系统成为了数据中心网络中必不可少的组件,灵活且高性能的负载均衡系统作为流量的入口,对提升数据中心网络的可用性和整体性能发挥了重要的作用。负载均衡和地址转换技术的引入产生的非对称会话为负载均衡方法的设计带来了挑战。本文从非对称会话数据包的调度出发,结合大象流的报文序列的时间与空间特征,设计了相应的负载均衡方法以提高硬件利用率与网络吞吐率,并基于此方法设计和实现一个软件负载均衡系统。本文工作主要包括如下两个方面:首先,本文提出一种基于非对称RSS（Receive Side Scaling）的软件负载均衡方法,通过分析网卡的数据包散列机制,构建合适的RSS参数,将数据包调度至预期的CPU核心,然后从时间和空间角度挖掘会话的特征,构建大象流识别模型,最后基于识别结果完成负载均衡的卸载。其次,根据提出的负载均衡方法,本文设计并实现了一个基于非对称RSS的软件负载均衡系统,包括硬件抽象层、数据转发层和会话控制层三个部分。该系统能够将数据包调度至合适的CPU核心,根据负载均衡规则选择服务节点,建立地址映射并识别会话的特征,最终下发大象流的会话信息到网卡流表。实验结果表明,在不同会话数和不同大象流比例下,此系统可以将数据包调度至正确的CPU核心。此外,系统能够准确地识别和卸载会话中的大象流,充分利用多核处理器和网卡,有效提升了负载均衡系统的包处理性能。