基于LVS数据库集群负载均衡算法的研究

摘要

当今，随着互联网技术和通信技术的高速发展，网络中数据信息量呈现爆炸式增长，用户对数据信息存储的性能和可靠性提出了更高的要求。网络中数据业务的增加使得传统单节点数据存储模式已经不能满足人们对数据服务的需求，并且数据库服务器对可用性和稳定性有较高要求。基于此，负载均衡数据库集群以其所具备的高性能和高可用性的优势，成为当前较好的解决方案之一。MySQL数据库以其构建成本低廉，环境搭建简单等优势受到企业和个人使用者的青睐。用集群的方式将MySQL数据库组建成为有机整体，可以大幅度提升数据库的性能，提高系统对并发请求的处理能力。要让集群实现合理、有效任务分配，负载均衡技术是需要解决的关键问题。负载调度器能够评估集群中节点的处理能力，并根据服务器的性能进行任务调度，而负载均衡架构和负载调度算法的使用是实现数据库负载均衡的关键。本文以开源负载调度软件Linux虚拟服务器为对象展开研究，提出了一种基于事务响应时间的权值计算方法，以此实现调度算法的性能优化。
　　本研究主要内容包括：⑴分析比较了当前使用较多的数据库集群系统和集群负载均衡器，并针对现在比较流行的Linux虚拟服务器深入研究；结合选用的MySQL数据库集群，分析实际应用中二者组合的可行性，实现了MySQL数据库集群系统，通过Linux虚拟服务器进行负载均衡调度，并验证两者组合的可行性。⑵在以上研究的基础上，通过使用负载测试软件对集群的任务处理性能进行了测试。在集群环境中使用不同的负载调度算法进行测试，据此分析比较得出Linux虚拟服务器架构中较适合MySQL数据库集群的负载调度算法，其中WLC算法和WRR算法有较好的调度性能。⑶对加权最小调度算法进行深入分析，分析算法在使用中可能存在的问题，集中体现在其权值计算方法缺乏科学性。在对之前研究者的权值计算模型进行分析后，提出了基于响应时间的权值计算模型，以此改善WLC算法调度效果。实验结果表明，改进后的计算方法应用在WLC算法中能有效的改善算法的任务调度效果，提升集群的整体性能。⑷对数据库集群上使用的Linux虚拟服务器负载均衡调度算法进行分析研究，对在静态调度环境中，加权最小连接调度算法中权值计算方法缺乏科学性的问题提出了改进策略，该方法能一定程度地提高负载均衡器调度的合理性，更充分利用集群中服务器的硬件资源，提升整个数据库集群的任务处理效果。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 文章组织结构

第2章 相关技术概述

2.1 Linux虚拟服务器

2.2 数据库集群系统

2.3 负载均衡技术

2.4 本章小结

第3章 负载均衡数据库集群实现与测试

3.1 引言

3.2 负载均衡数据库集群的实现

3.3 数据库集群中LVS算法性能测试

3.4 实验结果比较与分析

3.5 本章小结

第4章 基于响应时间的WLC算法

4.1 引言

4.2 改进的WLC权值计算方法

4.3 实验测试

4.4 实验结果及分析

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢