基于CG树的分布式服务器集群的设计与实现

论文摘要

本文描述了一个基于CG树的分布式服务器集群的设计和实现,主要内容有:1、提出了一套较为简单可行的CG树通信协议。该通信协议能在就绪状态下,能够维持集群的正常通信;在集群内节点失效时能及时发现并进行调整;在失效节点恢复时,能将失效节点重新加入,并将CG树结构调整回失效前的状态,保证CG树的一致性。通信协议包括初始化模块、心跳模块、象合并模块、调整模块和消息接收模块五个模块。接着还描述了CG树在该通信协议下的几个相关性质及CG树的实用背景。2、剖析IPVS技术及系统结构,重点研究了IPVS在CG树模型下的实现技术,成功地将IPVS技术拓展到基于CG树的分布式服务器集群。3、提出一种在IPVS下的基于内容调度的解决方案,有效减少了集群服务器中因资源冗余造成的浪费。这种方案的调度性能接近IP层调度,特别适用于媒体服务器集群。4、运用多线程和Socket技术构建了一个基于CG树的分布式集群系统原型。技术分析和实验结果表明,该集群系统具有高可用性和高性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 集群回顾
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 服务器集群的负载均衡技术
• 1.2.2 几种典型的服务器集群
• 1.2.3 典型服务器集群的结构的缺点
• 1.3 研究工作
• 1.4 论文的结构
• 第二章 集群模型
• 2.1 CG树的定义
• 2.2 CG树的状态
• 2.2.1 象的状态
• 2.2.2 集群的状态
• 2.3 CG树通信协议的设计
• 2.3.1 消息包的设计
• 2.3.2 CG树的通信模块
• 2.4 CG树的性质及实用背景
• 2.4.1 CG树的相关性质
• 2.4.2 CG树的实用背景
• 2.5 本章小结
• 第三章 IPVS分析及其在CG树的拓展
• 3.1 IPVS技术
• 3.1.1 VS/NAT方式
• 3.1.2 VS/TUN方式
• 3.1.3 VS/DR方式
• 3.1.4 三种方式比较
• 3.2 IPVS的系统结构
• 3.3 运用IPVS技术的CG树集群结构
• 3.3.1 单入口结构
• 3.3.2 多入口结构
• 3.4 CG树的IPVS管理
• 3.4.1 IPVS的初始化
• 3.4.2 真实服务器自动加入和删除
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于内容调度
• 4.1 基于内容调度技术
• 4.1.1 基于内容调度的意义
• 4.1.2 已知的解决方案
• 4.2 IPVS下的基于内容调度
• 4.2.1 结合客户端的解决方案
• 4.2.2 调度算法描述
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统实现
• 5.1 系统设计
• 5.1.1 系统框架
• 5.1.2 实现技术简介
• 5.2 CG树管理模块
• 5.2.1 主要的数据结构
• 5.2.2 心跳发送子模块
• 5.2.3 组员检测子模块
• 5.2.4 消息接收子模块
• 5.3 IPVS管理模块
• 5.3.1 主要数据结构
• 5.3.2 主要操作函数
• 5.4 基于内容调度模块
• 5.5 本章小结
• 第六章 实验
• 6.1 实验环境介绍
• 6.2 实验环境配置
• 6.3 实验测试
• 6.3.1 VS/TUN性能分析与测试
• 6.3.2 故障实验
• 6.3.3 基于内容调度实验
• 第七章 结束语
• 7.1 工作总结
• 7.2 今后的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研情况
• 致谢