基于TerraCotta的集群式WEB系统单节点故障屏蔽与服务优化

摘要

大量的终端通过负载均衡器访问了系统所提供的大量服务和信息。然而，随着网络硬件条件快速发展以及云概念的兴起和成熟，应用软件程序本身由客户端向服务器的转移、海量信息由客户端向云的转移也将难以避免。海量信息由客户端向服务器端的转移，这一趋势带来了许多不可忽视的影响，并对经典的WEB系统结构提出了诸多方面的挑战。
　　本文展开了对基于TerraCotta的集群式WEB系统单节点故障屏蔽与服务优化的研究。首先分析了WEB服务器集群在高并发情景下面临的主要问题，以及该问题的研究现状。然后总结了高并发访问情景下，WEB服务器单节点故障问题的影响以及常见的解决思路。阐述了基于表述性状态转移(REST)的服务器资源定位技术的基本原理及其与布隆过滤器技术的应用结合。分析了WEB服务器负载均衡及灾难恢复策略。接着详细介绍了利用开源软件TerraCotta的WEB Session管理功能进行单节点故障屏蔽的原理，并以Apache、Tomcat为例，结合TerraCotta提供了搭建具有负载均衡和单节点故障屏蔽功能的集群服务器的方法及详细配置步骤。最后则分析对比了现行的资源定位技术，并利用资源定位技术，提出了在WEB服务器集群中进行WEB服务优化的方案。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 高并发访问情景下WEB服务器集群面临的主要问题

第2章 高并发访问情景下单节点故障问题的影响与解决方案

2．1 高并发访问处理技术简介

2．2 高并发访问情景下的负载均衡

2．3 高并发访问情景下的数据库并发控制

2．4 高并发访问情景下的单节点故障及其影响

2．5 高并发访问情景下的用户访问齐夫(ZipF)曲线

2．6 高并发访问情境下单节点故障的预防

第3章 基于表述性状态转移(REST)的服务器资源定位技术简介

3．1 信息定位技术的意义

3．2 布隆过滤器(Bloom Filter)

3．2．1 布隆过滤器简介及应用案例

3．2．2 布隆过滤器的性质与局限

3．3 REST定位技术简介

第4章 负载均衡及灾难恢复策略

4．1 负载均衡的产生及意义

4．2 传统负载均衡策略

4．2．1 常见负载均衡算法

4．2．2 Apache粘session方案下的负载均衡

4．3 单节点故障屏蔽的概念及意义

4．4 基于session复制的单节点故障屏蔽方案

4．4．1 完全session复制方案实现单节点故障屏蔽

4．4．2 部分session复制方案实现单节点故障屏蔽

4．5 Session复制方案的缺陷和问题

第5章 基于TerraCotta的单节点故障屏蔽及实现

5．1 Terracotta集群技术

5．1．1 简要介绍

5．1．2 Terracotta服务器的配置

5．1．3 Terracotta配置文件

5．2 TerraCotta的单节点故障屏蔽方案

5．2．1 TerraCotta技术分析

5．2．2 TerraCotta的故障屏蔽方案原理

5．3 TerraCotta与Apache、Tomcat的整合原理

5．3．1 ApaChe介绍

5．3．2 Tomcat与AJP协议

5．3．3 TerraCotta与Tomcat、Apache的整合及故障屏蔽过程

5．4 TerraCotta与Apache、Tomcat整合的配置步骤

5．4．1 依赖关系及拓扑关系介绍

5．4．2 配置Apache节点

5．4．3 配置TerraCotta节点

5．4．4 配置Tomcat节点

5．5 系统的启动方式与错误处理

5．5．1 启动方式与顺序

5．5．2 常见错误与处理

第6章 集群式Web系统请求处理优化

6．1 应对重复数据访问的基本策略

6．2 对现有系统的改进方法

6．2．1 方案一：客户端

6．2．2 方案二：web服务器

6．2．3 方案三：DB服务器

6．2．4 三种方案的比较

6．3 WEB服务器集群以及客户端之间的网络负载问题

6．3．1 方案一：将数据分为基本数据和派生数据

6．3．2 方案二：使用客户端缓存

6．4 降低web服务器和数据库的响应时间的方案

6．4．1 降低计算的延迟

6．4．2 使用多级缓存

6．5 利用布隆过滤器减少无效访问

6．6 基于布隆过滤器的服务器请求优化实例-HBase

第7章 总结

参考文献

致谢