基于Linux集群系统负载均衡的研究和实现

论文摘要

随着高性能计算、科学计算的深入发展,集群系统越来越受到重视。集群系统具有低成本、高性能的特性,提供了强大的批处理和并行计算能力,代表了高性能计算机发展的主流方向。如何提高集群系统的运行效率、可用性和易用性是集群计算领域的一个重要的课题。在该类系统中,通过提高硬件性能并不能完全满足用户复杂多样的要求,尤其是不能满足大规模科学计算和商业应用的要求,还需要对计算资源进行高效的管理。集群管理系统(Cluster Management System)作为集群系统软件中一个重要组成部分,主要的设计目标就是实现上述的需求。目前比较流行的集群管理系统,虽然具有较完善的基本管理能力,但还不能根据不同应用对软硬件资源的需求和偏好程度进行资源的动态调度,管理性能与适应能力还有待进一步提高。本文系统而深入地研究了集群系统中的负载均衡调度算法和资源管理优化技术,深刻分析了集群系统的模型结构。对现有的集群系统的负载均衡算法进行了新的改进,从而使集群的资源调度问题得到了很好的解决。同时设计并实现了基于Linux平台节点终端动态负载均衡备份的集群管理系统。由于新算法的引入本集群管理系统不但能在集群内部进行资源动态负载均衡调度,而且在不同集群之间的负载均衡调度也有很好的表现。实验表明本系统与传统的系统相比在吞吐量和平均响应延迟等方面均具有很好的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 集群技术的研究现状
• 1.3 本文主要研究工作及组织结构
• 第二章 基于动态负载均衡新算法的研究
• 2.1 负载均衡技术概述
• 2.1.1 负载均衡技术分类
• 2.1.2 静态和动态的负载均衡技术
• 2.2 本系统采用新的集中式动态负载均衡算法
• 2.2.1 现有负载均衡算法存在的问题
• 2.2.2 新的系统模型和性能指标
• 2.3 新算法的设计
• 2.3.1 编码表示
• 2.3.2 生成初始集群
• 2.3.3 确定适应度函数
• 2.3.4 选择策略的制定
• 2.3.5 交换操作
• 2.3.6 终止条件
• 2.4 本章小结
• 第三章 集群管理系统分析设计与实现
• 3.1 系统概述
• 3.1.1 系统运行环境
• 3.1.2 基于Linux 的集群管理系统特点和优势
• 3.1.3 Linux 下MySQL 数据库的概述
• 3.2 集群管理系统详细分析设计
• 3.2.1 系统工作原理
• 3.2.2 系统功能模块及结构框架图
• 3.2.3 集群管理系统的体系结构
• 3.3 集群管理系统的实现
• 3.3.1 系统配置过程
• 3.3.2 系统动态负载均衡的过程
• 3.4 本章小结
• 第四章 实验及结果分析
• 4.1 集群内的负载均衡实验
• 4.2 集群间的负载均衡实验
• 4.3 不同负载均衡算法的比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步的工作
• 5.3 对集群系统的展望
• 致谢
• 参考文献
• 论文发表情况