基于进程迁移的Apache服务器集群负载均衡机制

摘要

随着Internet的迅猛发展，网络的信息量和访问量飞速增长，服务器超载的问题日益严重，Web服务器集群技术提供了一种有成本效益的高性能解决方案。集群系统的关键问题在于如何有效利用系统范围内的资源。负载均衡技术的引入，使得负载可以在集群各节点间尽可能平均地动态分配，从而完成大运算量的计算，提供较高的响应能力，满足当今日益增长的信息服务的需求。 基于Linux操作系统的Apache服务器是当今互联网上最流行的Web服务器之一。本文针对资源共享和有效利用问题，通过扩展Linux内核，构建了一个基于抢占式进程迁移机制的Apache服务器集群负载均衡原型系统。负载均衡是实现节点资源高效利用的重要手段，进程迁移机制是负载均衡算法的一种有效实施机制。 论文对集群背景知识及相关领域进行了简要介绍，对负载均衡和进程迁移机制的关键问题进行了阐述。阐述了Apache服务器进程的体系结构，重点介绍了Apache服务器体系结构中的进程迁移相关的内容，包括：Apache服务器的预先分配多处理模块、共享内存、临界区等，进行了针对Apache服务器进程迁移机制的基础性研究。研究了Apache服务器集群的负载均衡策略和算法，结合系统的各个功能模块的设计，着重分析了选择策略、位置策略和信息策略的内容和实现；综合考虑了集群结构、特定应用环境、负载指数、负载阈值、信息管理模型和进程生命模型，使之更符合Apache服务器进程迁移的应用特点，并对系统各软件模块的实现进行了描述。在对Apache服务器体系结构分析的基础上，阐述了Apache服务器进程迁移机制的实现，包括进程上下文的保存、进程的中断和迁移、进程的恢复。其中对剩余相关性和性能有重要影响的是套接字的迁移。论文的最后部分对系统进行了测试，主要测试了用户请求响应时间、进程迁移开销、负载阈值等指标，并分析了测试结果，做出了结论：基于进程迁移的负载均衡机制可有效地缩短Apache服务器集群的用户响应时间，从而提高整体资源利用率。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章绪论

第二章集群计算和进程迁移

第三章Apache服务器体系结构

第四章资源共享和负载均衡机制

第五章Apache服务器进程迁移机制

第六章测试与结论

致谢

攻读硕士学位期间从事的科研工作

参考文献