基于LVS集群的一种动态负载均衡算法的研究与实现

发布时间：2017-08-24 07:32

  本文关键词：基于LVS集群的一种动态负载均衡算法的研究与实现

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【摘要】：随着互联网的普及和信息时代的到来,网络数据流量和网民数量呈现爆炸式的增长。尤其是随着淘宝、京东等电子商务网站以及腾讯、Facebook等社交网络的出现,网络服务器的负载量和用户的访问量迅速增长。如何向用户提供快捷、不间断、高质量的网络服务,成为各大网络公司迫切需要解决的问题。集群技术的出现有效的解决了这个问题。作为集群技术的一种,Linux虚拟服务器(Linux Virtual Server, LVS)是构建集群的企业级高效的解决方案之一。目前,LVS集群已经获得了比较广泛的应用,但是LVS集群在负载均衡调度策略方面仍然存在不足。现有的负载均衡算法不能根据真实服务器的实时负载情况及时的调整负载分配策略。这导致LVS集群在运行一段时间后,出现负载倾斜现象,从而降低了LVS集群系统的整体性能。为了解决LVS集群系统出现的这个问题,本文主要做了以下几个方面的工作：(1)深入研究服务器集群的相关理论,并介绍它们的国内外研究现状；(2)深入剖析LVS集群技术的实现过程；系统的分析了IPVS (IP Virtual Server,IPVS)的结构及其各个模块的功能；阐述三种IP负载均衡技术的实现原理；(3)详细分析IPVS现有的几种负载均衡调度算法；深入分析加权最小连接算法(Weighted Least Connection,WLC)并归纳其不足之处。引入动态反馈模型,在WLC算法的基础上,提出一种基于修改真实服务器权值的动态负载均衡算法；(4)在VS/DR模式下,组建一个小型的LVS集群系统实验平台,对改进的算法进行性能测试；实验结果表明,在一定的条件下,改进的算法能够显著的提高LVS集群系统的性能,有效的避免集群系统出现负载倾斜现象；
【关键词】：集群技术 负载均衡 Linux虚拟服务器 加权最小连接
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.09
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 服务器集群的研究现状11-12
• 1.2.2 负载均衡的研究现状12-13
• 1.3 问题的提出及其研究意义13
• 1.4 论文的组织结构13-15
• 第二章 集群技术和负载均衡技术15-19
• 2.1 集群技术15-16
• 2.1.1 集群技术概述15
• 2.1.2 集群技术的分类15-16
• 2.2 负载均衡技术16-18
• 2.2.1 负载均衡技术概述16
• 2.2.2 负载均衡常用技术16-18
• 2.2.3 负载均衡算法分类18
• 2.3 本章小结18-19
• 第三章 LINUX虚拟服务器集群19-30
• 3.1 LVS集群系统简述19-20
• 3.2 LVS集群系统的结构20-21
• 3.3 LVS负载均衡机制分析21-23
• 3.3.1 IP数据包处理21-22
• 3.3.2 系统配置与管理22-23
• 3.4 LVS集群的IP负载均衡技术23-27
• 3.4.1 通过NAT技术实现虚拟服务器23-24
• 3.4.2 通过IP隧道技术实现虚拟服务器24-25
• 3.4.3 通过直接路由技术实现虚拟服务器25-26
• 3.4.4 IP层三种负载均衡策略分析26-27
• 3.5 IPVS负载均衡算法分析27-29
• 3.5.1 静态负载均衡算法27-28
• 3.5.2 动态负载均衡算法28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第四章 一种改进的负载均衡算法30-39
• 4.1 现有负载均衡算法的不足30-31
• 4.2 改进的负载均衡算法的思路31-32
• 4.3 改进的负载均衡算法的设计与实现32-38
• 4.3.1 服务器权值的计算32-35
• 4.3.2 服务器负载参数的获取35-36
• 4.3.3 负载均衡器与真实服务器之间的通信36-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第五章 算法的性能测试与分析39-46
• 5.1 测试环境构建39-40
• 5.2 LVS集群配置40-42
• 5.2.1 负载均衡器配置40-41
• 5.2.2 真实服务器配置41-42
• 5.3 测试工具42-43
• 5.4 测试结果与分析43-45
• 5.4.1 实验结果43-44
• 5.4.2 实验结果分析44-45
• 5.5 本章小结45-46
• 第六章 总结与展望46-48
• 6.1 主要研究内容46
• 6.2 展望46-48
• 参考文献48-52
• 附录一：负载均衡器端配置脚本52-54
• 附录二：服务器端配置脚本54-55
• 攻读硕士期间发表的论文55-56
• 致谢56-57

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本文编号：730004