基于集群的动态反馈负载均衡算法的研究

作     者：魏钦磊 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张玉芳

授予年度：2013年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：集群 负载权值 基于服务 负载均衡 动态反馈 

摘      要：随着信息技术的不断发展，网络逐步成为人们日常生活的重要组成部分。由于用户的增多及服务形式的扩展，传统的服务器逐步成为网络服务的瓶颈，一种合理可行的解决方案是使用服务器集群。集群具有高性能、高可靠性、高扩展性等特点，它能增强网络数据的处理能力，扩展网络设备的带宽，提高吞吐量，使网络更加灵活可用。集群系统的主要问题是负载均衡，其核心是负载均衡算法，因此对负载均衡算法的研究对集群系统的发展及应用有着十分重要的意义。 本文详细论述了集群及负载均衡技术的发展现状，分析了负载均衡集群的系统架构和常用的负载均衡技术及算法。针对传统负载均衡算法不能准确评估系统的运行状况等问题，本文提出了基于负载权值的动态反馈负载均衡算法。该算法充分利用服务器节点的性能和负载等信息，通过负载权值和分配概率的计算指导任务的分配，在一定程度上提高了负载均衡的效率;通过负载修正防止系统发生倾斜，提高系统的稳定性。在此基础上，针对多服务并存情况下集群系统运行的特点，又提出了基于服务的负载均衡算法，解决该情况下的负载均衡问题。该算法针对各种服务配置不同的权值参数，用于节点负载、性能的计算，提高计算结果的准确性，并据此指导任务的分配，保证负载分配得公平、合理，以充分利用集群系统的各种资源，提升系统的吞吐量。使用OPNET进行仿真实验，结果表明算法能准确评估系统的运行状况，充分利用各种资源，将任务合理分配到合适的节点上，提升集群系统的整体性能。仿真实验验证了算法的有效性。 基于以上的研究可知，基于负载权值和基于服务的动态反馈负载均衡算法能在一定程度上提升集群系统的性能，增强其稳定性和可用性，对以后的研究有一定的指导意义。此外，信息技术的发展日新月异，负载均衡技术可以考虑与云计算等新技术相结合，寻求更广阔的发展前景。