云计算环境中基于自适应模糊控制的负载均衡算法研究

作     者：刘小楷 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王常虹

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 081201[工学-计算机系统结构] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：负载均衡 自适应 模糊控制 服务器 

摘      要：互联网已经是当今人类日常生活中的重要组成部分,人们对互联网的依赖越来越强,它就像一张大网将所有人紧密地联系在一起。随着互联网的普及,人们对网络的质量提出了更高的期望,越来越快的网速,越来越大的文件,越来越多的访问,这都对互联网行业提出了更高的要求。服务器的性能优劣在很大程度上决定着用户的体验好坏,如何充分利用固定的硬件资源,使服务器能承载更大的网络负载就是本文所研究的内容,本文研究重点在于设计出一套比传统负载均衡算法更高效、稳定的算法。本文首先综述了负载均衡算法的现状、实现方式以及达到的效果。分析了现有负载均衡算法的优劣,并找出其中的原因。以此为基础,再结合负载均衡的发展走向,来设计新的负载均衡算法。然后本文研究了现有的网络结构,以及相关网络协议和技术,提出了利用DNS协议来实现负载均衡的思路。同时研究了自适应模糊控制系统,从理论出发进行推导和设计,证明了自适应模糊控制系统十分适合用来实现负载均衡算法。接着,根据互联网的知识和自适应模糊控制的知识,设计出了一整套具有负载均衡能力的服务器系统,该系统由几个小系统组成,分别为:客户端、负载均衡服务器、后台web服务器群和DNS服务器。整套系统的设计是本文的研究重点,系统之间和系统内部的结构设计都有详细的描述,其中着重介绍了负载均衡算法的设计。最后,本文依据这些设计来购买所需云计算服务器,并编写所有服务器上的软件,完成整套系统的搭建。然后通过模拟访问来测试整套服务器系统的负载均衡性能,分别测试了三种负载均衡算法作用下系统的运行情况并根据系统运行过程中的状态量来分析三种负载均衡算法的优劣,得出了基于自适应模糊控制的负载均衡算法优于其他两种算法的结论。综上所述,本文以传统负载均衡算法为基础,结合控制学科中自适应模糊控制,设计出了一套性能优良的负载均衡算法,实验证明了该算法确实具有稳定、高效的特点。