航空集群服务器负载平衡系统的设计与实现

摘要

随着网络技术的发展，通过高性能网络互联的集群系统正成为实现高可伸缩的、高可用网络服务的有效结构。而集群系统要获得良好的性能，必需依靠负载平衡系统的支持。根据不同体系结构设计的负载平衡系统，对服务器的资源占用各不相同，同时负载平衡策略的效率也直接影响了集群系统的并行处理能力。因此高质量的体系结构和有效的负载平衡策略是提高集群系统整体性能的关键因素。
　　在分析传统IP负载平衡模式(VS/NAT、VS/TUN和VS/DR)工作原理的基础上，设计并实现了一种新的IP负载平衡体系结构VS/CHANGE，并在此体系结构上实现八种负载平衡策略。在VS/CHANGE体系结构上实现的系统突出特点是在实现负载平衡功能的同时，减少对服务器资源的占用，提高集群系统工作的效率。
　　VS/CHANGE由两个部分构成：前端负载平衡器和后端服务器。负载平衡器根据负载平衡策略完成任务转发，后端服务器在完成服务后将结果直接返回给客户端。负载平衡器﹑服务器和客户端之间通信不再需要附加协议的支持。负载平衡器和服务器不受限于同一个物理互联网段，这样能减轻负载器负担，提高服务器效率，从而提高整个系统的性能。
　　构造一个由八个节点组成的集群系统，启用负载平衡算法，实验结果表明：随着负载的增加，在VS/CHANGE体系结构上实现的系统完成服务的时间比基于其它体系结构上实现的系统完成服务的时间要短。

目录

航空集群服务器负载平衡系统的设计与实现

THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF AVIATION CLUSTER SERVER WORKLOAD BALANCING SYSTEM

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题的背景及研究目的

1.2 与课题相关的国内外研究综述

1.2.1 集群系统

1.2.2 负载平衡技术

1.3 论文的主要工作内容

1.4 论文的章节安排

第2章 IP层负载平衡体系结构研究

2.1 负载平衡的实施方式

2.1.1 VS/NAT模式

2.1.2 VS/TUN模式

2.1.3 VS/DR模式

2.2 三种IP负载均衡模式的比较

2.2.1 VS/NAT模式

2.2.2 VS/TUN模式

2.2.3 VS/DR模式

2.3 VS/CHANGE模式设计

2.4 本章小结

第3章 航空集群服务器负载平衡系统的设计

3.1 航空服务器集群系统

3.1.1功能描述

3.1.2需求分析

3.2系统总体功能结构设计

3.2.1 负载平衡器

3.2.2 真实服务器

3.3负载平衡器

3.3.1核心模块设计

3.3.2调度算法模块设计

3.3.3系统控制与管理模块设计

3.4真实服务器

3.5 本章小结

第4章 航空集群服务器负载平衡系统的实现

4.1网络协议概述

4.2 TCP/IP协议栈

4.2.1协议栈层次结构

4.2.2 IP数据报文接收和发送处理过程 　

4.3负载平衡器实现

4.3.1核心模块实现

4.3.2调度算法模块实现

4.3.3系统控制与管理模块实现

4.4真实服务器实现

4.4.1 系统管理模块实现

4.4.2 服务器代理模块实现

4.5 本章小结

第5章 系统测试与分析

5.1系统测试

5.1.1 测试环境

5.1.2 测试过程

5.2 测试结果分析

5.2.1轮叫调度

5.2.2加权轮叫调度

5.2.3最小连接调度

5.2.4加权最小连接调度

5.2.5基于局部性的最少链接调度

5.2.6带复制的基于局部性最少链接调度

5.2.7目标地址散列调度

5.2.8源地址散列调度

5.3负载平衡算法比较

5.4本章小结

结论

参考文献

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致谢

个人简历