Web集群服务器接纳控制策略研究

摘要

互联网用户数量的增加、服务内容的多样性、用户访问的多变性，导致热门网站和重要站点的服务器出现过载（Overload）而造成服务失败，如何提高Web集群服务质量（Quality of Service，QoS）成为亟需解决的问题。接纳控制机制和负载均衡机制作为缓解集群服务器压力，平衡系统负载的重要手段，成为提高集群服务器服务质量的重要研究课题之一。 围绕Web集群服务质量问题，本文提出了一种新的服务质量控制策略，在前端应用层分发器引入基于Session接纳控制机制，通过窗口滑动策略，对当前时间间隔内TCP连线的系统资源利用率做出有效预测；在后端服务器采用M/M/N队列系统，利用实时任务调度模型中的优先级表的特点，根据优先级、价值率和请求URL，对队列中的请求进行更新调度，实现局部访问性。理论分析与仿真实验结果表明，新机制在不同负载状态下，提高了Session完成率，缩短了用户请求平均延迟。 电子商务等现代网络应用，大都被设计成为多层应用模式，文章引入多层集群架构概念，并在多层集群架构基础上，提出一种自适应的过载控制策略（SAOC），预先不需要知道任何负载信息，也不需要关键属性的人为调节，把系统负载划分为正常处理模式（Normal Mode）和过载处理模式（Flash Crowd Management Mode），根据Session到达率与后端各层请求响应时间的关系，实时计算临界参数值实现两种处理模式的自动转换；并根据各层请求的响应时间，动态自动调节Session接纳率，实现自适应配置参数、自适应优化系统资、自适应预防过载。通过实验仿真表明，SAOC机制保证了服务水平协议，缩短了用户响应时间，最大化地利用系统资源。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究目的及意义

1.3论文的主要工作

1.4论文的结构

第二章基于Session的接纳控制与负载均衡策略研究

2.1 背景知识

2.1.1 Session的基本定义

2.1.2 Web cluster的架构运作方式

2.1.3 Layer-7 Switch

2.2集群服务器中基于Session的接纳控制策略研究现状

2.2.1 基于连接数的接纳控制策略

2.2.2基于时间阈值的接纳控制策略

2.2.3概率接纳控制

2.2.4基于时间阈值—概率接纳控制

2.3集群服务器中基于Session的负载均衡机制研究现状

2.4本章小结

第三章 基于Session的新的接纳控制机制与负载均衡机制

3.1 问题提出

3.2基于Session的接纳控制机制与负载均衡机制改进策略

3.2.1 集群服务器接纳控制—负载均衡模型

3.2.2接纳控制机制策略描述

3.2.3负载均衡策略描述

3.2.4 后端集群服务器队列控制算法

3.3 不同负载情形的实验仿真与分析

3.3.1环境设定

3.3.2实验结果对比

3.4本章小结

第四章 基于多层集群架构的自适应过载控制机制

4.1 多层集群架构的提出

4.1.1背景知识

4.1.2传统的接纳控制算法在多层架构上的应用

4.2复杂请求在多层应用中的仿真模型

4.2.1模拟多层架构复杂应用

4.2.2模拟Sessions

4.3 自适应过载控制(SAOC)策略

4.3.1服务水平设定

4.3.2两种SAOC模型的提出及模型算法

4.3.3 SAOC策略变量更新算法

4.3.4 Normal mode向Flash Crowd转换的判断

4.4仿真结果与参数比较

4.4.1 实验环境与参数设置

4.4.2 SAOC策略响应时间及稳定性

4.4.3 SAOC策略的健壮性与适应性

4.5本章小结

第五章 研究总结与展望

5.1工作的总结

5.2后续研究工作的展望

参考文献

致 谢

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