SSL/TLS Web服务器集群负载均衡技术的研究

摘要

随着Internet的迅猛发展，各种基于Web的应用系统逐渐流行，正成为人们生活中不可缺少的一部分。为了在公共网络中保护数据的安全性以及验证通信双方的身份合法性，SSL/TLS协议得到了广泛应用。但是，由于协议本身的特点大量频繁的Web访问会导致运行SSL/TLS协议的服务器性能急剧下降，给本来已经不堪重负的Web服务器又增加了一个沉重的负担。 本文首先对现有的各种Web服务器集群系统进行分析，同时研究了SSL/TLS协议的原理及其工作过程。设计了一种基于以太网广播的分布式服务器集群负载均衡方案，并在其上运用共享SSL/TLS安全会话的方法来提高整体性能。最后利用Linux防火墙框架对该系统加以实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外的研究现状

1.2.1负载均衡器(Load Balancer)

1.2.2 DNS轮询(DNS Round Robin)

1.2.3 SSL反向代理(SSL Reverse Proxy)

1.2.4 SSL／TLS网络安全协议

1.3本文的主要工作和创新

1.4论文结构

第二章Web集群技术与网络安全协议分析

2.1集群Web服务器的构成

2.1.1节点负荷监控

2.1.2负载平衡控制

2.1.3任务分发与路由

2.2集群Web服务器中的常用技术

2.2.1基于DNS的负载均衡技术

2.2.2基于反向代理负载均衡技术

2.2.3基于NAT的负载均衡技术

2.2.4 IP隧道技术

2.2.5直通路由技术

2.2.6 TCP粘合技术(TCP Splicing)

2.2.7 TCP迁移技术(TCP Handoff)

2.2.8常见的负载平衡调度算法

2.3 SSL／TLS网络安全协议分析

2.3.1 SSL协议原理

2.2.2 SSL协议工作过程

2.2.3 SSL协议安全性分析

2.2.4 TLS安全传输层协议

2.4 SSL／TLS会话复用技术

2.5本章小结

第三章SSL／TLS在EDC集群中的应用

3.1分布式负载均衡方式的优点

3.1.1传统负载分配方案的不足

3.1.2分布式负载均衡方式的优点

3.2基于以太网广播的分布式负载均衡方案

3.2.1总体设计方案

3.2.2任务分配策略

3.2.3节点的负荷监控方法

3.2.4集群的可靠性评估

3.2.5分布式集群的性能测试

3.3 SSL／TLS会话迁移技术在EDC Web cluster中的运用

3.3.1传统负载平衡方案对SSL／TLS的支持

3.3.2 SSL／TLS会话迁移技术

3.4本章小结

第四章EDC Web集群实现SSL／TLS的解决方案

4.1 Linux防火墙技术

4.1.1 ip包在Netfilter框架下的传输过程

4.1.2 Netfilter机制深入分析

4.2总体设计

4.3处理模块的实现

4.4方案功能模块的具体实现方法

4.4.1入口地址转换

4.4.2按负载平衡方案过滤报文

4.4.3负载信息收集与负载平衡方案计算

4.4.4出口地址转换及数据包转发

4.4.5会话共享和重用

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1工作总结

5.1.1基于以太网广播的分布式服务器集群的研究

5.1.2 SSL／TLS安全协议在Web服务器集群中的应用研究

5.1.3利用Netfilter框架实现

5.2今后的工作与展望

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况