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基于LINUX平台的服务器集群的架构和实现性研究

作　者: 吕其元
导　师: 刘乃琦
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 服务器集群可获得性可伸缩性负载平衡文档迁移虚拟服务器分布式集群网络地址转换IP封装直接路由
分类号: TP393.03
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

服务器集群是一组用高性能网络连接起来的独立的服务器的集合。它们能够协同工作，共同处理INTERNET上日益增长的客户请求。它具有良好的可获用性，可伸缩性以及优秀的性能价格比，是当前服务器技术的热点。本文阐述了目前服务器技术的发展方向、服务器集群的背景。最先介绍了采用文档迁移方法实现的应用层服务器集群。然后对LINUX的中心式集群—LINUX VIRTUALSEVER和分布式集群—DPR技术作了深入分析。最后在实验室测试评估的过程中，作者提出了服务器集群新方案。

全文目录

绪论  7-9
第一章概述和背景  9-17
  1．1 目前应用对服务器性能的需求  9-10
  1．2 目前服务器发展的情况  10-11
  1．3 集群（Cluster）概念  11-14
    1．3．1 什么是集群  11-13
    1．3．2 集群的优点  13-14
  1．4 可伸缩技术的概念  14-15
    1．4．1 资源的可伸缩性  14
    1．4．2 应用的可伸缩性  14-15
    1．4．3 技术的可伸缩性  15
  1．5 可伸缩性的设计原则  15-17
    1．5．1 独立的设计原则  15-16
    1．5．2 平衡的设计原则  16
    1．5．3 可伸缩的设计原则  16
    1．5．4 延迟隐藏的设计原则  16-17
第二章应用层服务器集群分析  17-32
  2．1 服务器集群的总体方案讨论  17-19
  2．2 设计构思及其相关背景  19-20
    2．2．1 设计构思  19
    2．2．2 相关背景  19-20
  2．3 总体思路  20-21
  2．4 设计原则  21-27
    2．4．1 入口点假设  21-22
    2．4．2 文档迁移  22-24
    2．4．3 关于文档视图  24-27
  2．5 文档迁移进程  27-29
    2．5．1 文档迁移的选择标准  27-28
    2．5．2 延迟迁移策略（Lazy Migration Policy）  28-29
    2．5．3 文档分析和重建  29
  2．6 性能分析和评价  29-32
    2．6．1 不同类型的WEB站点数据  29-30
    2．6．2 可扩展性和热点文档问题  30
    2．6．3 调度标准的讨论  30-31
    2．6．4 评价  31-32
第三章 LINUX虚拟服务器分析  32-44
  3．1 LINUX发展简史和性能特点  32-34
    3．1．1 LINUX发展简史  32-33
    3．1．2 LINUX系统的性能特  33-34
  3．2 LINUX虚拟服务器（LVS）集群的体系结构  34-35
  3．3 采用网络地址转换（NAT）实现的虚拟服务器（VS/NAT）  35-38
    3．3．1 网络地址转换（NAT）  36-37
    3．3．2 VS/NAT  37-38
  3．4 采用IP隧道技术实现的虚拟服务器（VS/TUN）  38-40
    3．4．1 什么是IP隧道技术  38
    3．4．2 VS/TUN  38-40
  3．5 采用直接路由技术实现的虚拟服务器（VS/DR）  40-41
  3．6 LLINUX虚拟服务器采用的三种方法之比较  41-44
第四章 LINUX的IP层分布式集群技术  44-52
  4．1 分布式包重写技术的背景  44-46
  4．2 分布式连接路由  46-47
  4．3 DPR的一种实现方式探讨  47-51
    4．3．1 DPR技术主要过程  48-49
    4．3．2 内核空间实现路由功能  49-50
    4．3．3 用户模式下实现集群的负载平衡  50-51
  4．4 DPR技术的讨论  51-52
第五章 VS/NAT实现分析与测试  52-67
  5．1 LINUX虚拟服务器的NAT方案实现分析  52-60
    5．1．1 LINUX内核的NAT机制  52
    5．1．2 IP MASQ分析  52-55
    5．1．3 虚拟服务的Hash映射表  55-57
    5．1．4 调度分析  57-60
  5．2 构建一个集群服务器  60-64
    5．2．1 负载平衡节点的内核配置  60-61
    5．2．2 激活集群路由（IPCHAINS）  61-62
    5．2．3 集群系统内真实服务器配置（ipvsadm）  62-63
    5．2．4 虚拟服务器组成  63-64
  5．3 实测数据及其分析  64-67
    5．3．1 实际运行情况  64-65
    5．3．2 对方案的评价及展望  65-67
第六章作者的新方案以及研究展望  67-72
  6．1 通过网络地址转换实现的DPR技术  67-69
    6．1．1 基本原理  67-68
    6．1．2 实现方案  68
    6．1．3 面临的问题  68-69
  6．2 通过直接路由实现的DPR技术  69
  6．3 进一步研究展望  69-72
    6．3．1 集群服务器后端存储问题  69-70
      6．3．1．1 存储的一致性  69-70
      6．3．1．2 存储的容量和速度问题  70
    6．3．2 应用层要求与第四层交换的冲突问题  70
    6．3．4 对象概念的引入  70-71
    6．3．5 服务器集群的安全性问题  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-74

基于LINUX平台的服务器集群的架构和实现性研究

内容摘要

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