基于Cookie会话保持的LVS集群系统研究

发布时间：2023-06-04 22:55

　　本文采用集群技术构建数字城市管理平台，出于研究的目的，选用开源软件LVS（Linux Virtual Server）项目的四层负载均衡技术IPVS(IP Virtual Server，LVS的OSI四层负载均衡解决方案)作为集群的可定制解决方案。但由于负载均衡的运用场景复杂加之IPVS维护者精力有限，在需要会话保持的应用中IPVS还存在较多缺陷，尤其是在高速代理上网环境下，由于IPVS采用的是基于源IP的会话保持方案，存在可能会话丢失和出现严重的负载不均衡问题。基于以上问题，本文研究IPVS负载均衡的实现，提出问题的解决方案，并对集群服务器的性能进行分析。 论文的主要研究工作如下： ①结合数字城市管理平台的需求研究了集群系统，在研究传统的共享会话保持集群后，提出把会话保持功能集成在负载均衡器上的方案，但IPVS采用的是基于源IP的会话保持方案，在高速代理上网环境下存在可能会话丢失和出现严重的负载不均衡问题，需要对IPVS进行改进。 ②研究IPVS实现原理和体系结构，首先分析TCP/IP协议原理、Linux内核对网络数据包的处理、Netfilter的实现机制、IPVS基于Netfilte...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要工作及研究内容
    1.4 论文的组织结构
2 关键技术介绍
    2.1 集群系统
        2.1.1 集群的基本概念
        2.1.2 集群系统的特征
        2.1.3 集群系统的分类
    2.2 负载均衡
        2.2.1 负载均衡概念
        2.2.2 负载均衡技术分类
        2.2.3 常见的负载均衡技术
        2.2.4 常见负载均衡算法
    2.3 会话保持技术
        2.3.1 常见的会话保持技术
    2.4 本章小结
3 LVS 负载均衡研究
    3.1 LVS 简介
    3.2 IPVS 三种模式
        3.2.1 VS/NAT 模式
        3.2.2 VS/TUN 模式
        3.2.3 VS/DR 模式
        3.2.4 三种模式的比较
    3.3 IPVS 软件结构与实现 (依据 linux 内核 2.6.33.20 版本)
        3.3.1 Netfilter 机制
        3.3.2 IP 包处理方法
        3.3.3 IPVS 负载均衡算法
        3.3.4 IPVS 系统配置与管理
        3.3.5 IPVS 状态的同步
    3.4 本章小结
4 基于 COOKIE 会话保持的负载均衡算法设计与实现
    4.1 应用背景
    4.2 设计思路
    4.3 数据结构设计
        4.3.1 结构之上扩展字段
        4.3.2 sl_vs_request_skbuff 属性
        4.3.3 l_vs_session 属性
    4.4 算法步骤
        4.4.1 ip_vs_in 处理过程
        4.4.2 ip_vs_out 处理过程
    4.5 本章小结
5 集群系统性能模型分析
    5.1 集群服务器特征分析
    5.2 集群服务器排队论模型
        5.2.1 建立模型
        5.2.2 简化模型
    5.3 集群服务器的响应时间性能
        5.3.1 节点 pa 分析
        5.3.2 节点Pbi 1 i n 分析
        5.3.3 Pc 节点和节点组合Pdj 1 j t 的分析
        5.3.4 节点Pe分析
        5.3.5 节点Pf分析
        5.3.6 综合分析
    5.4 集群服务器性能模型参数分析
    5.5 本章小结
6 集群性能实验对比测试与分析
    6.1 构建集群系统
        6.1.1 测试环境与软件
        6.1.2 并发测试业务
    6.2 对比测试分析
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录



本文编号：3831183