一种新的基于Linux虚拟服务器集群的动态负载均衡算法

论文摘要

随着计算机网络的普及,上网用户不断增多,一些热门网站的点击率每天超过一亿。用一台服务器为所有用户提供服务几乎是不可能的,所以,只有采用负载均衡技术在多个提供相同服务的服务器间作流量分担。论文的研究背景主要是解决代理服务器和WWW服务器的流量不均衡问题,由于上网人数过多,单一服务器的性能无法为所有用户提供服务,服务必须以服务器集群的方式进行。论文首先阐述了负载均衡的产生背景、概念和分类,分析了国内外现有的技术的发展。然后分析了Linux Virtual Server(LVS)的结构、工作方式、特点、算法分析和核心原理。目前LVS集群系统负载均衡技术存在的一个重要问题是:在进行负载均衡时,集群服务器节点不能动态有效的向负载均衡器进行负载反馈,从而不能起到很好的负载均衡作用。针对这个问题,本文主要在以下几个方面进行了一些研究:对现有的一些WEB服务器集群技术进行了归纳和对比;深入研究了LVS集群的原理及实现机制,阐述了LVS的核心软件IPVS的结构以及各个模块的实现过程,分析了其常用的负载均衡算法,并指出其不足之处;针对LVS集群负载均衡算法的不足之处,提出了一种新的具有动态负载反馈机制的负载均衡算法;把基于连接的任务分发和及时反映服务器负载动态变化的要求结合起来,实现了在操作系统内核空间动态地平衡LVS集群节点的负载;构建了一个LVS集群系统,在真实实验环境下,对算法的性能进行了测试,该算法是有效的。结果表明,采用Linux Virtual Serve技术,在用户数量大,服务器负载增加的情况下可以有效地做到了分担负载,缩短了响应时间,在低成本的前提下,保证了用户的服务质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 论文课题背景
• 0.2 基于 Linux 集群技术现状及存在的问题
• 0.2.1 国内外技术综述
• 0.3 本课题所涉及的相关概念及要解决的问题
• 0.3.1 集群和负载均衡的相关概念
• 0.3.2 LVS 系统结构与特点
• 0.4 本课题研究的意义
• 0.5 论文组织结构
• 1 LINUX 虚拟服务器及群集技术概述
• 1.1 LINUX 虚拟服务器的相关概念
• 1.2 虚拟服务器的通用体系结构
• 1.3 虚拟服务器群集技术
• 1.3.1 负载平衡的实施方式
• 1.3.2 通过NAT 实现虚拟服务器
• 1.3.3 通过IP 隧道实现虚拟服务器
• 1.3.4 通过直接路由实现虚拟服务器
• 1.3.5 三种负载均衡技术的比较
• 2 虚拟服务器动态负载平衡算法分析
• 2.1 轮叫调度算法分析
• 2.2 加权轮叫调度算法分析
• 2.3 最小连接调度算法分析
• 2.4 加权最小连接调度算法分析
• 2.5 基于局部性的最少链接算法分析
• 2.6 带复制的基于局部性最少链接算法分析
• 2.7 目标地址散列调度算法分析
• 2.8 源地址散列调度算法分析
• 3 一种新的LVS 集群动态负载均衡算法
• 3.1 现有LVS 集群负载均衡算法的不足
• 3.2 新的负载均衡调度算法设计思想
• 3.2.1 新的负载动态平衡工作原理
• 3.2.2 综合负载值计算
• 3.3 一种新的负载均衡算法设计实现
• 3.4 本章小结
• 4 采用新的动态负载平衡算法的LVS 集群系统构建与测试
• 4.1 系统构建
• 4.2 系统配置
• 4.3 测试结果及分析（1）
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文