多链路网关负载均衡方法的研究

论文摘要

目前校园网的网络规模和网络流量正在逐渐扩大,各种应用也层出不穷,单一的教育网的接入已经无法满足师生访问网络资源的带宽需求。为了增加出口带宽和链路冗余,各高校通过接入其他ISP(Internet Service Provider)来满足日益增加的带宽需求。对外访问经过多条链路属于多出口网关问题。多ISP链路的接入虽然带来了带宽上的满足,但是若没有有效且合理的链路选择方案,园区内的用户还是无法得到高质量的服务。因此,研究多出口网关的负载均衡、实现多ISP链路的最优选择对校园网具有重要意义。目前,虽然有一些商用的多出口网关负载均衡产品,但是无法满足在不同应用环境下的不同需求,因此需要设计有针对性的多出口网关负载均衡方案。但以往的负载均衡方案都是针对链路状况和服务器状态做的链路选择,本文主要设计了一种基于剩余能力的新的链路调度方法,并且在模拟校园网的环境下进行测试,通过相关数据的采集验证了新方法的可行性。本文的主要工作如下：第一,分析了现有园区网多出口网关技术,介绍了本文研究背景、国内外的研究现状、主要研究内容。第二,介绍了负载均衡技术,集群的概念,负载均衡的定义,几种常用的负载均衡算法等。分析了Linux网络体系结构和路由系统。第三,提出了新的出口调度方法。搭建了模拟校园网络环境,并将新方法在模拟环境下进行测试,通过相关数据的采集验证了新方法的可行性。第四,在分析了Linux网络体系结构及路由缓存后,提出了路由缓存的优化,提高了缓存的命中率,可以间接提高对外访问的速度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 论文章节安排
• 第2章 现有园区网多出口网关技术
• 2.1 代理服务器技术
• 2.2 多出口接入技术
• 2.2.1 引入多出口的优点
• 2.2.2 多出口方式存在出口选择问题
• 2.3 策略路由技术
• 2.4 路由选择加NAT技术
• 第3章 负载均衡技术综述
• 3.1 集群的概念和分类
• 3.2 负载均衡的定义
• 3.3 负载均衡的分类
• 3.4 负载均衡算法的概述
• 3.5 多链路负载均衡的分配策略
• 3.6 几种常用的负载均衡算法
• 3.7 几种负载均衡算法的比较
• 第4章 Linux网络体系结构及路由系统的分析
• 4.1 Linux网络体系结构的分析
• 4.2 Linux路由系统的分析
• 4.2.1 Linux路由缓存
• 4.2.2 Linux路由表
• 第5章 基于出口剩余能力的负载均衡算法的设计
• 5.1 方法的提出
• 5.2 算法的提出
• 5.3 模拟实验及算法性能分析
• 第6章 路由缓存的优化
• 6.1 数据采集与分析
• 6.2 路由缓存的优化设计
• 第7章 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢