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构建分布式系统的关键技术研究与实现

作 者: 胡俊
导 师: 洪龙
学 校: 南京邮电大学
专 业: 计算机系统结构
关键词: 分布式系统 分布式计算 通信原语 负载均衡 远程过程调用 可扩展性
分类号: TP338.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 67次
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内容摘要


集群计算以及近年来涌现出的物联网、云计算和无线传感网络等概念均为分布式系统技术的商业应用,因此构建分布式系统是有效实现这些应用的基本要求。本文主要研究了分布式系统的通信和负载均衡问题。在简单介绍了分布式系统及其构建的主要技术后,叙述了分布式系统的研究现状。通信是分布式系统的主要技术之一。本文结合远程过程调用模型,构建了节点信息库;针对应用的透明性,设计了进程通信的两个基本函数Reader和Writer,并采用java语言编程实现;以矩阵计算为实例,在两个节点、三个节点和四个节点组成的系统中分别对这两个函数的功能和性能进行了测试,实验结果表明利用Reader和Writer通信函数是有效的。本文对分布式系统的负载均衡算法进行了研究。在分析了目前常用的负载平衡算法后,建立了一种半分布半集中式动态负载分配模型,并据此设计了相应算法;根据节点响应时间,对模型进行了性能分析,并与原有的动态分配算法进行了比较。讨论结果表明,新模型提高了分布式系统的资源利用率。设计具有应用透明的通信函数,研究系统的负载均衡是构建性能良好的分布式系统的基本要求,本文的工作试图为建立分布式系统原型建立基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-20
  1.1 分布式系统  8-12
    1.1.1 基本概念  8
    1.1.2 体系结构模型  8-10
    1.1.3 透明性  10
    1.1.4 分布式计算的特点  10-11
    1.1.5 分布式计算性能评价准则  11-12
  1.2 构建分布式系统的主要技术  12-15
    1.2.1 进程  12-13
    1.2.2 通信  13-15
  1.3 研究现状与分析  15-19
    1.3.1 目前的有关研究  15-18
    1.3.2 分布式计算与网络计算  18-19
  1.4 研究内容与研究意义  19
  1.5 本文章节安排  19-20
第2章 函数Reader& Writer 的设计与实现  20-35
  2.1 选择基本通信函数的考虑  20
  2.2 与Reader 和Writer 函数相关的通信技术  20-25
    2.2.1 远程过程调用(RPC)执行过程  21-24
    2.2.2 Socket 通信和输入/输出流  24-25
    2.2.3 java 序列化/反序列化  25
  2.3 客户端和服务器端的桩程序实现  25-31
    2.3.1 动态代理  25-29
    2.3.2 反射和类装载机制  29-31
  2.4 分布式系统信息库的建立  31-32
  2.5 Reader 和Writer 函数的结构框图  32-34
    2.5.1 函数的结构框图  32-33
    2.5.2 两个函数的声明  33-34
  2.6 本章小结  34-35
第3章 基本通信函数的应用  35-44
  3.1 系统运行环境  35
  3.2 并行矩阵乘法算法  35-37
  3.3 使用Reader 和Writer 函数完成分布式运算  37-42
  3.4 实验及结果分析  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章 分布式系统节点负载动态平衡策略研究  44-50
  4.1 负载均衡概述  44
  4.2 集中式负载平衡算法  44-45
  4.3 分布式负载平衡算法  45-46
  4.4 改进的动态负载均衡算法  46-48
  4.5 改进算法的性能分析  48-49
  4.6 本章小结  49-50
第5章 总结与展望  50-52
  5.1 总结  50
  5.2 进一步的研究和展望  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-55
在学期间的研究成果及发表的学术论文  55

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机(不连续作用电子计算机) > 各种电子数字计算机 > 分布式计算机
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