云平台中负载均衡研究及其在行业信息服务系统中的应用

摘要

云计算是目前全球范围内最值得期待的技术革命，它以其动态的资源分配，按需服务的设计理念，较低的成本投入解决海量数据信息处理的独特能力，为技术革命创造希望。随着云计算服务的推广和应用，演变出了不同的服务模式，PaaS就是其中的一种。PaaS是云计算技术与业务提供平台相结合的产物，它向应用开发者提供托管应用所需的运行环境、功能组件以及各种管理和支撑工具，这大大节省了运营方在硬件上的投入。
　　在云平台中，一般由多台服务器和网络设备组成集群。集群中的设备可能在配置上和访问热度上都存在差异，而用户多样、实时、复杂的需求极有可能造成集群中设备负载的不均衡。负载的不均衡将影响整个系统的性能，会降低资源的利用率，增加系统的响应时间，更严重的会引起某些过载设备的宕机。为了最大限度地利用资源，系统的整个工作负载应该分配到各个节点，使得所有的节点既不过载也不空闲，这个分配的过程就被称为负载均衡。
　　本文以重庆信息产业产学研合作创新创业基地建设科技支撑示范工程为课题背景，基于重庆市沙坪坝区科学技术委员会所提出的需求，开发了一套网站自动化部署系统，并将其部署在云平台上，根据不同情况选择相应策略实现了云平台中的负载均衡。论文完成的主要研究工作及取得的最终成果包括：
　　①结合国内外对云计算的定义，阐述了云计算按需服务的设计理念与以服务形式提供资源的思想，对PaaS的研究及应用现状进行了分析。基于中标麒麟安全云解决方案，结合实际需求与硬件资源，搭建了云平台。
　　②完成了网站自动化部署系统的设计、实现与部署。介绍了系统总体架构与业务流程，将业务流程提炼为创建、审核、部署、管理，并详细阐述了部署步骤所涉及到的各个模块。所实现系统部署在云平台中，能够向客户提供“网站自动化部署服务”与“子域名服务”。
　　③阐述了负载均衡的定义、分类与技术，分析了本地负载均衡中通过软件实现的负载均衡在国内外的应用现状。结合所部署环境的特点，模拟 Nginx轮询算法实现内部应用服务器运行负载均衡，采用Nginx的least_conn策略以反向代理的方式实现外部访问请求负载均衡，并设计实验验证了应用负载均衡的有效性。

目录

1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题来源与意义

1.4 本文相关工作

1.5 本文组织结构

2 相关技术和方法概述

2.1 引言

2.2 云平台的搭建与管理

2.3 Nginx的反向代理和负载均衡

2.4 REST与RESTful Web Service

2.5 Tomcat的单机多实例部署

2.6 本章小结

3 产学研平台网站自动化部署系统分析与设计

3.1 系统功能分析与设计思路

3.2 系统总体架构及用例

3.3 系统详细功能设计

3.4 本章小结

4 产学研平台网站自动化部署系统实现

4.1 搭建开发框架

4.2 关键功能实现

4.3 系统展示

4.4 本章小结

5 部署环境设计与搭建

5.1 部署环境设计

5.2 配置应用服务器节点支持模块

5.3 配置Nginx节点支持模块

5.4 调整网络配置

5.5 本章小结

6 负载均衡技术的应用

6.1 引言

6.2 内部应用服务器负载均衡

6.3 外部访问负载均衡

6.4 负载均衡效果

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1 本文工作总结

7.2 展望

致谢

参考文献