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基于LVS集群的动态负载均衡策略的研究与实现

杜中韩  
【摘要】:随着网络服务的不断发展,用户的访问量和服务器的负载量呈现指数级的增长,如何向用户提供高质量、不间断的网络服务,成为网络服务器供应商必须解决的难题。利用单一的服务器结构很难满足此需求,而集群技术的应用使得该问题迎刃而解。 集群技术就是将一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机构成一个整体,并通过单一系统的模式加以管理,使得用户与集群相互作用时,集群像是一个独立的服务器。作为集群实现技术的一种Linux虚拟服务器(LVS)已被广泛关注和应用。 尽管目前LVS集群系统的应用较为广泛,但是LVS集群在负载均衡方面还不完善,现有的几种负载均衡算法并不能根据真实服务器的实时负载情况,来及时的调整负载的分配策略,这样很容易导致系统出现负载倾斜的现象,使集群性能大大降低。 针对此问题,本论文提出了一种能够动态调整服务器权值的动态负载均衡策略,该策略能够有效地避免集群出现负载倾斜的现象,进而提升集群整体的性能。 论文主要涉及了以下工作: 首先,研究了集群系统和负载均衡技术,对两者有了初步的了解。 然后,深入研究LVS集群技术,对其体系结构、工作原理和三种工作模式有了较为深刻的认识。同时还研究了现有的八种负载调度算法,并重点对WLC算法进行了深入分析,总结其存在的不足之处。 接着,针对WLC算法存在的缺陷,提出了动态负载均衡策略的思想,设计并实现了相应的动态负载模块(Dynamic-Load Module)。 再次,搭建简单测试环境,利用压力测试工具---Web Application Stress Tool(WAS),对原有的WLC算法和改进后的动态负载均衡策略进行性能测试,通过对实验结果的对比分析,初步验证了动态负载均衡策略能够有效地提升集群系统的性能。 最后,利用中国移动研究院的PDM-PAAS项目的部署环境,对动态负载均衡策略进行复杂环境下的性能测试,也采用了WAS压力.测试工具,对原有的WLC算法和动态负载均衡策略进行了性能对比测试,并对实验数据进行了对比分析,进一步验证了动态负载均衡策略的有效性,并能够将其应用在PDM-PAAS项目中。


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