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用于数据检索的Linux集群系统中的负载均衡机制研究与应用

作　者: 崔爽
导　师: 房至一
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 集群负载均衡实时反馈负载冗余二叉排序树
分类号: TP391.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文的研究课题来源于国家科技部科技型中小企业创新基金项目—用于数据检索的Linux集群系统,该项目是基于Linux平台上的高性能、高可靠的用于数据检索的集群系统软件,由于它集成了高可用软件、负载均衡和集群文件系统于一体,简化了集群的管理,方便了使用,能为企业级关键业务应用提供强大的保障。负载均衡是Linux集群系统的关键技术,可以拓展网络设备和服务器带宽,增加吞吐量和提高网络处理能力,为高可用集群系统的正常运行提供了可靠保证。本文结合当前负载均衡的算法分析和比较,提出一种负载均衡的动态反馈策略。在负载均衡检查方面,综合了服务器性能指标值和服务器节点动态负载值作为评估服务器节点负载能力的指标。引入了服务器节点负载冗余值,可以有效预测当前节点的负载能力,协助负载调度器分配任务请求,避免单个服务器节点负载过量的问题。采用基于二叉排序树的负载调度策略,简化了负载均衡器分配任务的过程和方法。本文给出了系统的具体实现方法,并搭建基于Linux的集群系统平台,调试并运行程序,实现Linux集群系统下的负载均衡。本项目成果已通过中国软件评测中心吉林分中心的测试。

全文目录

提要  4-8
第1章绪论  8-14
  1.1 研究背景  8
  1.2 集群系统概述  8-11
    1.2.1 什么是集群系统  8-9
    1.2.2 集群系统产生的原因及优势  9
    1.2.3 集群系统的分类  9-10
    1.2.4 集群技术面临的问题  10-11
  1.3 数据检索等商业计算高可用集群系统的概念和特征  11-12
  1.4 本人主要工作  12
  1.5 本文章节安排  12-14
第2章负载均衡相关研究工作  14-22
  2.1 负载均衡技术产生的原因  14
  2.2 负载均衡技术的含义  14
  2.3 负载均衡技术分类  14-16
    2.3.1 软/硬件负载均衡  14-15
    2.3.2 本地/全局负载均衡  15-16
  2.4 负载均衡算法  16-17
    2.4.1 静态均衡算法  16
    2.4.2 动态均衡算法  16-17
  2.5 采用负载均衡方案考虑的因素  17-18
  2.6 负载均衡策略分析  18-21
    2.6.1 算法分析  18-20
    2.6.2 算法比较  20-21
  2.7 本章小结  21-22
第3章需求分析及设计  22-31
  3.1 需求分析  22
  3.2 总体设计  22-24
  3.3 负载均衡算法设计  24-28
    3.3.1 服务器节点各项参数及相关定义  25-26
    3.3.2 负载均衡的优化思想  26-28
    3.3.3 权值计算  28
  3.4 算法实现  28-29
    3.4.1 算法思想  28-29
    3.4.2 算法流程  29
  3.5 算法特点分析  29-30
  3.6 本章小结  30-31
第4章系统实现  31-42
  4.1 LINUX网络编程  31-34
    4.1.1 网络编程基本知识  31-32
    4.1.2 基于 TCP 协议的 Socket 通信  32-33
    4.1.3 线程技术  33-34
  4.2 负载调度器  34-37
    4.2.1 实现类图  34-35
    4.2.2 负载调度器工作流程图  35-36
    4.2.3 基于线程的监听机制  36-37
    4.2.4 定时更新子服务器节点信息  37
    4.2.5 算法调度分配请求  37
  4.3 服务器节点  37-39
    4.3.1 实现类图  37-38
    4.3.2 与负载调度器建立连接  38
    4.3.3 定时发送节点信息  38-39
  4.4 WEB 服务器  39-41
    4.4.1 用户页面  39
    4.4.2 XMLHTTP  39
    4.4.3 Apache2 Web 服务器  39-40
    4.4.4 Perl 脚本语言  40-41
    4.4.5 CGI  41
  4.5 本章小结  41-42
第5章系统的调试与运行  42-48
  5.1 构建说明  42-43
    5.1.1 构建环境  42
    5.1.2 程序构成  42
    5.1.3 编译文件  42-43
  5.2 负载调度器端  43-45
    5.2.1 负载调度器的启动  43
    5.2.2 与子服务器节点建立连接  43-44
    5.2.3 接受子服务器节点传来的消息  44
    5.2.4 接受到外部命令  44
    5.2.5 执行排序算法  44
    5.2.6 发送对应命令  44-45
  5.3 服务器节点端  45-46
    5.3.1 服务器节点的启动  45
    5.3.2 定时发送节点信息  45
    5.3.3 处理服务器分配的任务请求  45-46
  5.4 WEB 服务器端  46
    5.4.1 WEB 服务器构建  46
    5.4.2 模拟任务请求的发送方法  46
  5.5 测试结果  46-47
  5.6 本章小结  47-48
第6章总结  48-49
  6.1 工作总结  48
  6.2 下一步工作  48-49
参考文献  49-51
致谢  51-52
摘要  52-54
ABSTRACT  54-56

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