Beowulf集群系统负载均衡问题研究

发布时间：2020-10-16 19:24

　　 计算机集群系统是通过高速网络将一组PC或工作站连接起来构成的高可靠、可扩展的服务器系统。集群中各PC或工作站通过统一调度、协调运行达到高效并行处理的目的。Beowulf集群结构开放,具有较高的性能价格比,是典型的集群系统之一。集群系统负载均衡策略是目前集群系统研究的重要课题。 本文首先对Beowulf集群服务器负载均衡问题的相关理论进行了介绍与分析。然后从集群系统的服务器端出发,提出了一种基于遗传算法的Beowulf集群系统节点负载均衡算法,用节点的总体资源、CPU的就绪队列长度和节点的任务数来构造遗传算法的目标函数,既考虑了Beowulf集群异构的特点,又能很好地体现负载程度,通过使用网络压力测试工具对该算法进行性能测试,表明能够降低服务器端请求的响应时间,改善了系统性能。从客户端角度出发,提出了一种动态反馈自适应均衡改进算法,采用客户端下载速度来衡量节点的负载,通过仿真模拟表明该算法有效地达到均衡负载的目的,能够根据资源使用状况及时做出反应,从而为客户端提供良好的服务能力。
【学位单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TP338
【部分图文】：

客户端通过使用虚拟IP地址或计算机名访问集群系统。当提供服务的某一服务器节点宕机时，集群系统将该服务切换到其他正常的服务节点，而客户端的使用者不会意识到所使用的服务器己宕机〔，l]。如图2一2所示。僵转移服务I客户端服务.n图2一2服务节点宕机后服务转移人们有时很容易将集群技术与双机热备份技术混为一谈，但其实它们有本质上的区别，即能否实现并行处理和节点机失效后的任务平滑接管。双机或多机热备份技术的原理是一台服务器做主机，其他服务器做备份机，主机失效时，备份机接管。

对称多处理系统CPU个数图2一1几种计葬机系统的可扩展性集群技术可以使多个服务器看起来像一个系统，集群内各节点服务器通过一个内部局域网相互通信。当一台服务节点发生故障不能提供服务时，这台服务节点上运行的程序可以为另一台服务节点所自动接替，因而一个应用服务发生故障就会转移到另一个服务节点上继续运行。并且，还可以通过添加服务器来提高系统性能。通过集群技术，多个服务器从客户端来看是一个系统(集群系统)。客户端通过使用虚拟IP地址或计算机名访问集群系统。当提供服务的某一服务器节点宕机时，集群系统将该服务切换到其他正常的服务节点，而客户端的使用者不会意识到所使用的服务器己宕机〔，l]。如图2一2所示。僵转移服务I客户端服务.n图2一2服务节点宕机后服务转移人们有时很容易将集群技术与双机热备份技术混为一谈

使用线路速度和可靠性信息，确保系统正常运行的高可用性和高可靠性。2.3.4负载均衡问皿的数学建模Beowulf集群对客户端提供负载均衡流程的示意图如图2一5所示。图2一5负载均衡图从图2一5可以看出，负载均衡的一般流程是:客户端通过一个虚拟IP通过Internet到达服务器集群，集群通过负载均衡调度器(LB)，依据集群内各节点的状态信息选择一个最适合的节点，然后将此客户端的服务请求定向到相应的服务节点上。此流程涉及三个主要环节:(1)资源定向机制，即分配用户请求的方法。目前己有的在分布的服务器之间分配客户请求的方法分为四类:基于客户的重定向方法、基于DNS的重定向、基于分发器重定向的方法和基于服务器的重定向方法;
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王红艳;李涛;;ORACLE数据库集群技术的具体实施[J];电脑知识与技术;2011年02期

2 尹宏伟;;集群技术及应用专题(四) 集群的发展趋势[J];科技浪潮;2006年04期

3 杨威;交换机集群技术在企业网的应用[J];微电脑世界;2002年17期

4 李晋,严小文,闵涛;集群技术在新一代电能量计量系统中的应用[J];电力系统自动化;2004年17期

5 付康;;千兆交换路由器的虚拟路由集群技术[J];计算机与现代化;2006年08期

6 李硕;唐胜男;;高性能计算机体系结构综述[J];北京工商大学学报(自然科学版);2007年06期

7 汪筱红;;集群技术及其在银行业务系统整合中的应用[J];大庆师范学院学报;2008年05期

8 陈刚;;长沙地区国土资源信息公开网站集群设想[J];国土资源信息化;2009年05期

9 李卫东;;计算机容错应用技术[J];梅山科技;2011年01期

10 李民;曹阳;;Oracle RAC在医院信息系统中的应用[J];中国医疗器械杂志;2011年03期

相关博士学位论文 前10条

1 汤小春;基于集群技术的作业管理系统的研究与实现[D];西北工业大学;2002年

2 马庆勋;网络空间实时信息处理关键技术研究与实现[D];中国地质大学（北京）;2007年

3 张小芳;大规模分布式环境下集群管理系统的研究与实现[D];西北工业大学;2007年

4 王盼成;嵌入空间数据库的地图服务及Web地图服务集群技术研究[D];中国科学院研究生院（遥感应用研究所）;2004年

5 孙丽杰;大连市技术创新体系研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

6 刘艳艳;基于数据库集群的海洋环境数据优化存储与分布式管理[D];中国海洋大学;2008年

7 汤长安;基于网络的高技术集群企业技术能力成长与演进研究[D];中南大学;2009年

8 陈旭;基于产业集群的技术创新研究[D];电子科技大学;2007年

9 李双庆;Web服务器集群技术研究[D];重庆大学;2003年

10 梁宏;产业集群技术创新能力构建及其治理研究[D];华中科技大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈畅;Beowulf集群系统负载均衡问题研究[D];中南大学;2007年

2 李会敏;基于EJB集群技术的研究和应用[D];吉林大学;2004年

3 刘海龙;基于集群技术的作业管理系统[D];西北工业大学;2005年

4 刘燕;基于集群技术的银行交易中间件系统的研究与实现[D];中南大学;2002年

5 刘晓尼;基于PVM的Beowulf集群系统的负载平衡策略研究[D];曲阜师范大学;2011年

6 胡珉;对数据库中间件性能调优的设计与实现[D];沈阳工业大学;2004年

7 周嘉林;铁通VOD机群系统负载均衡的研究与实现[D];广东工业大学;2004年

8 许雯;集群技术在企业级PDM系统中的研究[D];南京理工大学;2011年

9 田珍;基于集群技术的作业管理系统研究与应用[D];西北工业大学;2006年

10 刘建;集成负载均衡机制的并行程序开发框架研究[D];中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）;2005年

本文编号：2843670