基于分布式测控系统的服务器集群负载均衡技术的研究

摘要

负载均衡是服务器集群系统的关键技术。利用服务器集群代替分布式测控系统中的单个工作站能显著提高系统的综合处理能力，具有重要的研究价值。 本文提出一种高可靠性和稳定性的服务器均衡器合作调度式多服务器集群体系，该体系能充分满足分布式测控系统对软硬实时性不同的服务要求。 与传统集群相比，合作式集群从各真实服务器端网卡报文队列中分离出请求报文移至负载均衡器端，建立针对分布式测控系统的请求任务报文优先权排队队列，通过节点服务器与负载均衡器合作进行报文转发，使得节点服务器突然失效或自动加入脱离集群不再影响整个系统的正常运行；同时，也能避免在高负载下处理能力降低甚至出现“活锁”的现象。 本文分析了现有服务器集群特别是LVS集群系统的负载均衡方法，介绍了Linux系统下的报文和netfilter的框架结构；将所提出的合作式集群与传统集群在报文排队方式上进行比较，与主动式集群在负载均衡调度方式上进行比较，体现了合作式集群的优越性；设计并实现了合作式集群体系结构的三大部分：针对分布式测控系统的加权服务、负载均衡器与节点服务器合作式“加权防突”负载调度、保证集群运行不受加减节点干扰的主动性真实服务器；构建了通过网页界面控制合作式集群的控制框架；实现了一个可运行的合作式多服务集群系统，运用现有服务器压力测试工具对合作式集群和LVS集群进行负载测试，并对测试结果进行比较分析，同时通过压力测试实现加权服务。