面向代理缓存集群的负载均衡与缓存管理策略研究
发布时间：2022-01-26 07:34
互联网接入数的几何式增长导致了Web服务器负载压力和用户访问时延的增加。代理缓存集群（Proxy Cache Cluster,PCC）是一组具有缓存能力、部署在骨干网边缘且与客户端通过高速局域网互联的代理服务器,将PCC作为客户端与Web服务器的中间件,在缓解Web服务器压力、降低用户访问时延的同时,也引入了负载均衡和缓存管理等新问题,如果不能处理这些问题,就会导致PCC性能降低。为此,本文面向PCC,分别提出基于虚拟节点的有限负载一致性哈希负载均衡策略和基于分代与综合驻留价值的缓存管理策略,主要研究内容如下:1.在有限负载一致性哈希策略中引入虚拟节点可以解决原策略负载均衡性受节点映射分散性影响以及不支持异构PCC的不足。改进策略将缓存节点性能评价指标作为独立信息数据波动赋权法输入,得到缓存节点性能量化值占比,结合随机函数,可为缓存节点生成对应数目的虚拟节点。根据各缓存节点拥有虚拟节点数的最大公约数m,改进策略可将哈希环均分为m段弧,并通过MD5函数将虚拟节点按比例映射到各段弧上。仿真结果表明,该策略在不考虑缓存空间大小限制的情况下,有效地提高了同构和异构PCC的负载均衡性和缓存命中率...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CHWBL在不同负载下各节点请求分配情况
重庆邮电大学硕士学位论文第3章基于虚拟节点的有限负载一致性哈希策略34图3.7各指标残差及置信区间由图3.7可知，由于三个指标的回归误差均在置信区间内，未出现异常点，所以可以认为IIDFW对三个指标权重的评估是准确的。针对同构和异构PCC，使用ApatchJMeter压力测试软件分别在2000、5000和10000并发下对CHWBLVN策略进行测试，同构和异构PCC下各节点负载分布情况分别如图3.8(a)和3.8(b)所示。(a)同构环境CHWBLVN负载分布(b)异构环境CHWBLVN负载分布图3.8同构和异构PCC环境下各节点负载分布由图3.8(a)可知，引入虚拟节点后，同构PCC环境下负载能够在各缓存节点间(a)内存残差(b)CPU残差(c)硬盘残差
重庆邮电大学硕士学位论文第3章基于虚拟节点的有限负载一致性哈希策略34图3.7各指标残差及置信区间由图3.7可知，由于三个指标的回归误差均在置信区间内，未出现异常点，所以可以认为IIDFW对三个指标权重的评估是准确的。针对同构和异构PCC，使用ApatchJMeter压力测试软件分别在2000、5000和10000并发下对CHWBLVN策略进行测试，同构和异构PCC下各节点负载分布情况分别如图3.8(a)和3.8(b)所示。(a)同构环境CHWBLVN负载分布(b)异构环境CHWBLVN负载分布图3.8同构和异构PCC环境下各节点负载分布由图3.8(a)可知，引入虚拟节点后，同构PCC环境下负载能够在各缓存节点间(a)内存残差(b)CPU残差(c)硬盘残差
【参考文献】：
期刊论文
[1]WSN中基于改进蚁群的能量优化路由算法[J]. 蒋占军,周涛,杨永红. 计算机工程. 2020(04)
[2]基于帕累托法则的网络负荷扩容研究[J]. 王凌风,卢国潇. 邮电设计技术. 2019(07)
[3]一种基于缓存对象未来价值的淘汰算法[J]. 任飞,汤英,段翰聪. 陕西理工大学学报(自然科学版). 2019(03)
[4]移动边缘网络中计算迁移与内容缓存研究综述[J]. 张开元,桂小林,任德旺,李敬,吴杰,任东胜. 软件学报. 2019(08)
[5]基于南昌大学高性能计算集群的磁场重联粒子模拟研究[J]. 余志拥,罗跃剑,唐荣欣,周猛,钟志宏,庞烨,邓晓华. 南昌大学学报(理科版). 2019(01)
[6]改进加权轮询负载均衡算法研究[J]. 韩朋花,叶青,姜晓明,陈占芳. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[7]基于ATS的直播加速缓存系统设计[J]. 马邦阳,魏伟刚,浦云明,尤志宁,王巍,陈凯萌. 集美大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]Distributed Clustering Algorithm for Energy Efficiency and Load-Balance in Large-Scale Multi-Agent Systems[J]. LU Shaolei,FANG Hao,WEI Yue. Journal of Systems Science & Complexity. 2018(01)
[9]服务于风电系统的改进缓存替换算法研究[J]. 鲁尔洁,陈峦,李坚,黄琦,张真源,井实,周统汉. 计算机科学. 2017(09)
[10]基于组合赋权法的企业技术创新能力评价[J]. 刘利平,江玉庆,李金生. 统计与决策. 2017(13)
硕士论文
[1]基于Nginx负载均衡的动态分配技术研究[D]. 张娜.哈尔滨工程大学 2019
[2]面向平安城市的视频传输负载均衡方法研究与系统实现[D]. 徐真真.西安电子科技大学 2018
[3]流媒体服务器集群负载均衡策略的研究[D]. 王钊.西安邮电大学 2017
[4]基于LVS集群的一种动态负载均衡算法的研究与实现[D]. 常兴磊.湖南师范大学 2015
[5]Web缓存替换策略与预取技术的研究[D]. 张旺俊.中国科学技术大学 2011
[6]高速网络中集群Web缓存系统设计[D]. 曹杰.电子科技大学 2009
本文编号：3610095
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CHWBL在不同负载下各节点请求分配情况
重庆邮电大学硕士学位论文第3章基于虚拟节点的有限负载一致性哈希策略34图3.7各指标残差及置信区间由图3.7可知，由于三个指标的回归误差均在置信区间内，未出现异常点，所以可以认为IIDFW对三个指标权重的评估是准确的。针对同构和异构PCC，使用ApatchJMeter压力测试软件分别在2000、5000和10000并发下对CHWBLVN策略进行测试，同构和异构PCC下各节点负载分布情况分别如图3.8(a)和3.8(b)所示。(a)同构环境CHWBLVN负载分布(b)异构环境CHWBLVN负载分布图3.8同构和异构PCC环境下各节点负载分布由图3.8(a)可知，引入虚拟节点后，同构PCC环境下负载能够在各缓存节点间(a)内存残差(b)CPU残差(c)硬盘残差
重庆邮电大学硕士学位论文第3章基于虚拟节点的有限负载一致性哈希策略34图3.7各指标残差及置信区间由图3.7可知，由于三个指标的回归误差均在置信区间内，未出现异常点，所以可以认为IIDFW对三个指标权重的评估是准确的。针对同构和异构PCC，使用ApatchJMeter压力测试软件分别在2000、5000和10000并发下对CHWBLVN策略进行测试，同构和异构PCC下各节点负载分布情况分别如图3.8(a)和3.8(b)所示。(a)同构环境CHWBLVN负载分布(b)异构环境CHWBLVN负载分布图3.8同构和异构PCC环境下各节点负载分布由图3.8(a)可知，引入虚拟节点后，同构PCC环境下负载能够在各缓存节点间(a)内存残差(b)CPU残差(c)硬盘残差
【参考文献】：
期刊论文
[1]WSN中基于改进蚁群的能量优化路由算法[J]. 蒋占军,周涛,杨永红. 计算机工程. 2020(04)
[2]基于帕累托法则的网络负荷扩容研究[J]. 王凌风,卢国潇. 邮电设计技术. 2019(07)
[3]一种基于缓存对象未来价值的淘汰算法[J]. 任飞,汤英,段翰聪. 陕西理工大学学报(自然科学版). 2019(03)
[4]移动边缘网络中计算迁移与内容缓存研究综述[J]. 张开元,桂小林,任德旺,李敬,吴杰,任东胜. 软件学报. 2019(08)
[5]基于南昌大学高性能计算集群的磁场重联粒子模拟研究[J]. 余志拥,罗跃剑,唐荣欣,周猛,钟志宏,庞烨,邓晓华. 南昌大学学报(理科版). 2019(01)
[6]改进加权轮询负载均衡算法研究[J]. 韩朋花,叶青,姜晓明,陈占芳. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[7]基于ATS的直播加速缓存系统设计[J]. 马邦阳,魏伟刚,浦云明,尤志宁,王巍,陈凯萌. 集美大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]Distributed Clustering Algorithm for Energy Efficiency and Load-Balance in Large-Scale Multi-Agent Systems[J]. LU Shaolei,FANG Hao,WEI Yue. Journal of Systems Science & Complexity. 2018(01)
[9]服务于风电系统的改进缓存替换算法研究[J]. 鲁尔洁,陈峦,李坚,黄琦,张真源,井实,周统汉. 计算机科学. 2017(09)
[10]基于组合赋权法的企业技术创新能力评价[J]. 刘利平,江玉庆,李金生. 统计与决策. 2017(13)
硕士论文
[1]基于Nginx负载均衡的动态分配技术研究[D]. 张娜.哈尔滨工程大学 2019
[2]面向平安城市的视频传输负载均衡方法研究与系统实现[D]. 徐真真.西安电子科技大学 2018
[3]流媒体服务器集群负载均衡策略的研究[D]. 王钊.西安邮电大学 2017
[4]基于LVS集群的一种动态负载均衡算法的研究与实现[D]. 常兴磊.湖南师范大学 2015
[5]Web缓存替换策略与预取技术的研究[D]. 张旺俊.中国科学技术大学 2011
[6]高速网络中集群Web缓存系统设计[D]. 曹杰.电子科技大学 2009
本文编号：3610095
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