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面向内容分发网络的动态负载均衡技术研究

面向内容分发网络的动态负载均衡技术研究

作者：朱振广哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着互联网用户规模的不断增长和网络服务内容的急剧膨胀，内容加速技术得到了广泛应用。内容分发网络CDN（Content Delivery Network）技术作为内容加速技术中最为有效的方式之一被应用到了互联网服务的各个方面，如在线音视频服务、... 详细信息

随着互联网用户规模的不断增长和网络服务内容的急剧膨胀，内容加速技术得到了广泛应用。内容分发网络CDN（Content Delivery Network）技术作为内容加速技术中最为有效的方式之一被应用到了互联网服务的各个方面，如在线音视频服务、电子商务与社交网络等。CDN技术在网络边缘部署服务器，缩短用户的访问距离，进而提高网络服务质量。在内容分发网络中，动态均衡各个服务器之间的负载是其首要考虑的研究难点。本文首先对现有CDN负载均衡器部署层面与负载均衡算法进行分析，考虑到服务端的负载压力，本文采用基于网络层的负载均衡机制。其次，通过实际的网络服务分析，发现常见网络服务对于服务端的负载影响主要表现在以下五个方面：CPU占用率、内存使用率、连接数、带宽、磁盘I/O次数。现有的基于加权最小连接数的均衡算法并未考虑到不同应用的网络连接对服务器其他负载因素的影响，本文采用这五个度量作为负载均衡计算的参数，并提出基于可变因子的加权最小连接算法。该算法考虑到不同的网络应用对服务器负载指标的影响，并结合服务器自身的性能，实时调节服务器的负载计算权值，以期达到更加合理的负载均衡效果。由于服务器负载权值因子的频繁变动将导致服务器负载调度出现震荡，本文对可变因子的变化范围进行分段处理，进而减少其对均衡策略的负面影响。之后，本文设计与实现了基于LVS（LinuxVirtual Server）的CDN动态负载均衡系统，在该系统中应用了本文的可变因子加权最小连接算法。最后，本文算法与经典的加权最小连接调度算法在实际网络实验中进行对比，用实验验证了可变因子加权最小连接调度策略的有效性。

关键词：内容分发网络动态负载均衡 LVS 加权最小连接算法

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气象卫星监测数据报文并行处理关键技术研究

气象卫星监测数据报文并行处理关键技术研究

作者：李想河南大学

学位级别：硕士

近年来,气象卫星监测数据报文(简称气象报文)呈现出爆发式的增长,并且气象报文的传输具有突发性等特点,对数据处理实时性的要求越来越高。使用高性能集群处理气象卫星监测数据取得了良好的效果,但现有的任务调度算法存在不同程度的节点... 详细信息

近年来,气象卫星监测数据报文(简称气象报文)呈现出爆发式的增长,并且气象报文的传输具有突发性等特点,对数据处理实时性的要求越来越高。使用高性能集群处理气象卫星监测数据取得了良好的效果,但现有的任务调度算法存在不同程度的节点负载不均衡的问题。为解决上述问题,本文在深入研究经典的加权最小连接调度算法的基础上,提出一种基于节点硬件性能和负载的动态优先级调度算法,然后以该调度算法为核心设计针对气象报文的分布式并行处理模型。实验证明,该并行处理模型具有更好的负载均衡效果。本文的主要工作与贡献如下:(1)研究已有的调度算法,针对这些调度算法存在负载不均衡的问题,对加权最小连接算法适当改进,提出了一种新的负载均衡算法。当任务数达到一定量时,改进的负载均衡算法具有更少的任务平均等待响应时间,并且随着任务数的增加,效果越来越明显。(2)以改进的任务调度算法为核心,针对气象报文具有同类报文格式固定,处理时间大致相当等特点,设计一个气象报文分布式并行处理模型,大量测试表明,该模型显著提高了处理数据的吞吐量,充分利用了各节点的资源,减少了任务的平均等待响应时间。(3)该模型已成功应用到新一代民用航空气象信息处理与传输系统上,通过了专家组的验收并获得了一致好评。

关键词：气象卫星监测数据报文分布式并行处理任务调度负载均衡加权最小连接算法

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服务器集群中基于动态反馈的负载均衡算法

服务器集群中基于动态反馈的负载均衡算法

作者：庄旻轩大连理工大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的发展,越来越多的分布式集群技术代替了传统的单节点服务器,在这样的背景下,负载均衡算法成为了热门话题。如何充分利用服务器中的各个节点,保证服务质量成为了负载均衡算法的优化目标。本文的第一部分介绍了RPC技术的... 详细信息

随着互联网技术的发展,越来越多的分布式集群技术代替了传统的单节点服务器,在这样的背景下,负载均衡算法成为了热门话题。如何充分利用服务器中的各个节点,保证服务质量成为了负载均衡算法的优化目标。本文的第一部分介绍了RPC技术的应用背景以及用这种方式来替代传统的过程调用的原因。在Web2.0的环境下,分布式技术已经成为大势所趋,对于模块化开发,保证服务质量能够起到很好的效果,然后简要介绍了集群技术的发展历史以及现有的一些负载均衡算法。随后介绍了Linux虚拟服器的应用背景,意义以及内置的八种静态调度算法。重点分析了其中的默认调度算法,加权最小连接(WLC)算法。针对该算法灵活性较差,无法应对流量突变的缺点,提出了一种基于动态反馈的负载均衡算法,新的算法通过定期收集服务器的CPU,内存,网卡使用率等信息,计算节点的当前负载,并且根据负载情况动态调节节点权值,动态反馈算法具有较高的复杂性,但是能够弥补之前默认算法的不足之处。随后,介绍了这种算法的具体实现和相应的模块设计,其中包括了负载均衡器的权值计算模块和服务节点的负载信息收集模块。最后,我们搭建了一个小型的集群,使用LVS作为负载均衡器,采用微软的免费压力测试工具Web application stress Tool(WAST)模拟多用户并发访问进行压力测试实验,比较在相同并发连接数的情况下,原有的WLC算法和改进以后的动态反馈算法在平均响应时间和吞吐量上的优劣。接下来,我们分析了系统的内部性能,通过给两台硬件性能大致相同的节点设置比较悬殊的初始权值来模拟负载倾斜的情况。实验结果表明,改进后的动态反馈算法在响应时间和吞吐量这两个指标上均优于的WLC算法。在第二组实验中,经过一段时间的调节,两台节点的权值趋于平衡,表明了新的算法可以有效避免负载倾斜现象。

关键词：分布式集群负载均衡调度加权最小连接算法动态反馈

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云计算资源负载均衡调度算法研究

计算机光盘软件与应用 2014年第18期17卷 95-97页

作者：彭红姣熊三木李安南薛一鸣南京邮电大学计算机学院南京210023

为实现虚拟机层的负载均衡,论文提出一种基于双加权最小连接的资源调度算法。传统的加权最小连接算法对服务器的权值是事先根据服务器节点的配置情况和管理员的经验设定的,以连接数来表示节点负载。本文在加权最小连接算法的基础上,综... 详细信息

为实现虚拟机层的负载均衡,论文提出一种基于双加权最小连接的资源调度算法。传统的加权最小连接算法对服务器的权值是事先根据服务器节点的配置情况和管理员的经验设定的,以连接数来表示节点负载。本文在加权最小连接算法的基础上,综合考虑服务器的实时负载情况,实现对服务器的动态赋权值。同时根据任务类型的复杂度,对任务类型也进行了加权计算,给出了双加权最小连接算法的设计思想、基本流程及实现过程。通过在Cloud Sim平台上的仿真结果表明,与加权最小连接算法相比,双加权最小连接算法能够得到更高的负载均衡度和更好的系统效率。

关键词：云计算资源调度负载均衡加权最小连接算法双加权最小连接算法