基于动态反馈机制的集群负载均衡算法研究

摘要

随着互联网的发展，当今社会早已成为信息化社会，人们对网络上的服务器也提出了更高的要求。传统服务器受内存、CPU和磁盘I/O等的限制，即使经过硬件升级也很难适应当前的需要。服务器端成为了很多应用的瓶颈。服务器集群技术具有高可靠性，高可用性和高可扩展性的特点，它是达到高性能服务的一种有效途径，可以很好的解决这一难题。
　　 怎样在集群中的多个节点之间合理地分配任务，避免出现一个节点任务繁忙，而其余节点未能发挥其最大性能的情况发生，这就需要合理的负载均衡算法从中调配。然而，传统的负载均衡算法有不少缺陷，没有很好的考虑节点的实时负载情况，所以不能按节点的真实负载情况来均衡负载。本文将动态反馈机制运用到负载均衡算法中，以实时获得集群中各个节点的负载信息，可以很好的均衡节点负载，降低用户的平均响应时间。本文所做的主要工作如下：
　　 (1)在对基于Linux的服务器集群深入研究后，结合实际的情况，提出了基于动态反馈机制的动静结合的负载均衡算法。该算法综合考虑各个服务器节点的真实负载和服务器自身的处理性能，很好的反映出每个节点的实时处理能力，均衡服务器负载，发挥每个节点的最大处理性能。同时，考虑到动态反馈需要不断的收集各个节点的当前状态，增加额外的开销，本算法结合静态算法简单、代价小的优点，将动态算法和静态算法相结合，从而提高系统的处理性能，降低整个系统的平均响应时间。
　　 (2)本论文在深入分析研究动态反馈模型和当前流行的集群系统之后，给出了本系统的整个设计框架，并结合Linux网络编程技术，实现整个系统。该系统主要完成以下功能，首先收集节点信息，然后根据收集的信息通过改进的负载均衡算法选出可用节点，最后应用程序在该节点上完成请求并返回结果，为了方便查看集群各个节点的运行状态，了解集群整体的运行情况，本系统增添了实时监控的模块。
　　 (3)搭建实验环境，用性能测试工具Loadrunner对整个系统进行测试，并与当前常用的均衡算法进行比较。实验证明，该算法具有更好的均衡效果，能够很好的缩短用户的请求响应时间，提高各个服务器节点的资源利用率。