基于集群的动态反馈负载均衡系统的研究与应用

论文摘要

随着信息技术的发展,特别是Web技术的发展,对网络上的服务器提出了越来越高的要求,越来越多的瓶颈会出现在服务器端。集群技术是实现高性能服务的一种有效途径。服务器集群负载均衡应用成倍提高了服务器应用的可用性、可伸缩性和可靠性,扩展了服务器带宽和吞吐量,加强了网络数据的处理能力,提高了网络的灵活性和可用性。本文在对基于Linux的服务器集群进行深入研究后,结合实际应用需求和现有的开源项目LVS(Linux Virtual Server)中静态算法的特点提出了一种基于通用动态反馈模型的动态反馈负载均衡算法。该算法考虑集群中各服务器的实时负载和响应情况,通过周期性地获取服务器状态信息,动态地计算出当前每台服务器具有的权值,不断调整服务期间处理请求的比例,来避免有些服务器超载时依然收到大量请求,从而提高整个系统的吞吐率和降低系统的请求响应时间。在系统设计实现的过程中,本文首先研究了动态反馈算法及其实现机制的一般原理,然后以大规模集群系统相关的负载均衡技术为研究对象,给出了一种动态反馈系统体系结构的设计框架和实现方法,并运用网络编程原理和Linux下的动态加载库技术实现了该系统。最后,通过实验方法给出了该系统的性能测试结果,所得结果充分说明了动态反馈算法能够有效的提高负载均衡系统的性能,验证了该算法的正确性。本论文对服务器集群负载均衡技术进行了深入的分析,所提出的动态反馈算法能够很好的缩短请求响应时间和提高系统资源的利用率。将该动态反馈负载均衡系统应用在高性能计算和信息服务领域中,必将会带来很大的经济效益和社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 课题研究的国内外现状
• 1.3 本文研究的课题和主要工作
• 1.3.1 本文研究的课题
• 1.3.2 主要研究工作
• 1.4 论文的组织
• 第二章 集群负载均衡相关技术综述
• 2.1 集群负载均衡相关知识
• 2.1.1 集群的概念及分类
• 2.1.2 负载均衡的基本概念
• 2.1.3 负载均衡的分类
• 2.1.4 负载均衡算法
• 2.2 LVS 项目概述
• 2.2.1 LVS 集群的体系结构
• 2.2.2 LVS 集群中的IP 负载均衡技术
• 2.2.3 LVS 集群的负载调度算法
• 2.3 通用动态反馈模型
• 2.4 小结
• 第三章 基于动态反馈模型的负载均衡系统的设计
• 3.1 动态反馈模型的设计思路
• 3.1.1 设计问题的提出与分析
• 3.1.2 动态反馈模型的结构设计
• 3.2 DLB 负载均衡系统的设计
• 3.2.1 系统的总体结构设计
• 3.2.2 系统的执行过程分析
• 3.3 小结
• 第四章 系统动态反馈功能实现及其性能评估
• 4.1 动态反馈模块的实现
• 4.1.1 通信功能的实现
• 4.1.2 负载查询功能的实现
• 4.2 系统性能分析
• 4.2.1 算法的性能分析
• 4.2.2 实验环境
• 4.2.3 测试内容及方法
• 4.2.4 测试结果分析
• 4.3 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢