WEB服务器集群中动态负载均衡技术的研究

摘要

在互联网时代，大型网站的访问量和业务量呈现出爆炸式的增长，单台Web服务器已经解决不了海量数据处理、高并发死锁、文件存储等问题。必须采用服务器集群，负载均衡是服务器集群的关键技术，负责将大量并发用户请求合理地分发到后端真实服务器。
　　传统的静态负载均衡调度算法，如轮询、目标地址散列调度等，按照固定的策略分发请求，没有考虑到后端服务器的当前负载状况；现有动态负载均衡调度，如最小连接调度、线性加权综合负载调度等，对服务器负载状况的判断比较片面或过于经验化。
　　本方在深入研究现有的动态负载均衡策略和调度算法的基础上，提出了一种新的动态反馈负载均衡算法，该算法重新设计了服务器负载的评价方法，将评估服务器的负载问题转化为数学问题，用主成分分析法建立数学模型，将服务器的CPU利用率、内存利用率、磁盘使用情况、队列等一系列原始变量转化为三个综合变量，利用这三个综合变量来描述服务器的当前负载状况，再根据它们相应的贡献率，得出一个综合表达式，依据此表达式来设计新的负载调度算法，周期性的监控后端服务器，测得各种原始负载信息数据，利用前面得出的综合表达式评估后端各个服务器的负载状况，修改对应的服务器权重，在再一个周期内按照新的权重进行请求分发。本文在利用Nginx的upstream模块实现了该动态反馈调度算法，最后通过性能测试与对比，证明了它可以用为用户提供高可靠、高可用的优质服务。

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第一章 绪论

1.1课题的研究背景、目的及意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 论文组织结构

第二章 集群及负载均衡相关技术

2.1 集群

2.1.1 集群的定义

2.1.2 集群的类型

2.1.3 Web服务器集群

2.2 负载均衡

2.2.1 负载均衡的定义

2.2.2 负载均衡的意义

2.2.3 负载均衡的实现方式

2.3负载调度算法

2.3.1 静态调度算法

2.3.2 动态反馈负载均衡调度算法

2.4 LVS负载均衡技术

2.4.1 LVS简介

2.4.2 LVS工作原理

2.3.3 负载均衡机制

第三章 基于内容分发的动态反馈负载均衡的设计

3.1 负载均衡策略的分析

3.1.1 经典动态负载均衡策略

3.1.2 区分服务动静分离

3.2 负载信息的收集与评价

3.2.1 负载信息的收集

3.2.2 已有的综合负载信息评价方法

3.3 一种新的动态负载均衡算法设计与实现

3.3.1 一种新的负载信息评价方法设计

3.3.2 用主成分分析进行评价

3.3.3 动态反馈负载均衡算法设计

3.4 本章小结

第四章 负载均衡性能测试

4.1 测试环境

4.1.1 硬件配置

4.1.2软件服务配置

4.2 性能测试

4.2.1 测试方案

4.2.2 结果分析

4.3 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢