基于虚拟化的集群系统中算法与灾备策略的研究与应用

发布时间：2021-01-22 19:38

　　计算机技术和网络技术的飞速发展催生了一系列改变我们生活的信息技术,其中就包括虚拟化技术和集群技术。基于虚拟化的集群系统作为虚拟化技术和集群技术的结合,有着简化基础设施、实现服务器整合、降低管理成本等诸多优点,逐渐在计算机相关的各个领域内得到越来越广泛的研究与应用。然而,这些基于虚拟化的集群系统很多还存在资源利用率低、安全性保障不足等问题。因此,本文针对基于虚拟化的集群系统中算法与灾备策略进行研究,尝试提出能够提高资源利用率、保障安全性的优化改进方案。本文首先深入了解了基于虚拟化的集群系统在国内外的研究现状,并总结归纳了前人工作及研究成果。接下来,进一步学习、理解、研究了虚拟化技术、集群技术等本文中需要用到的关键技术及相关知识,结合实验室具体环境,选择了网络空间安全实训平台作为本文研究的实例。然后,根据网络空间安全实训平台这一基于虚拟化的集群系统的具体特点,设计并实现了虚拟机分配负载均衡算法、单一服务器意外宕机时的灾备策略、多集群系统服务器共用等方面的优化改进方案。最后,在实验室的网络空间安全实训平台上部署基于虚拟化的集群系统的软硬件环境,通过对优化改进前后的方案进行实验测试,验证了优化... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－２服务器集群架构??

略就是负载均衡调度算法，它的研宄、发展经历了一系列的过程，包括从静态算??法到动态算法，再从动态算法到自适应算法的逐步演变［３６］。??如图２－３所示，负载均衡的调度实现经历了以下过程：首先，客户端向集群系??统发送请求。然后，集群系统中的负载均衡设备接收到客户端发送的请求，并根??据既定的负载均衡策略选择具体处理每一条用户请求的服务器。接下来，通过网??络地址转换（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ａｄｄｒｅｓｓ?Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ，?ＮＡＴ）等网络技术，将请求报文的目??标地址进行重写。随后，真正处理用户请求的服务器接收到请求，并对请求进行??响应。最后，响应报文经过集群系统中的负载均衡设备，通过网络地址转换等网??络技术还原报文的源地址，再将响应报文返回给客户端［２５］８。??ｒｒｔ服务器??＞緣：?服务器??客户端??负勸衡??１—＃服务器??图２－３负载均衡??２．２．３集群技术在网络空间安全实训平台中的应用??本文所选择的网络空间安全实训平台是一个由多台服务器组成的高性能服??务器集群系统，具体服务器数量可根据使用者的数量进行调整。此集群系统主要??由主节点Ｍａｓｔｅｒ节点和从节点Ｓｌａｖｅ两种节点组成。主节点Ｍａｓｔｅｒ是集群系统中的??管理节点

?为了使论述更加清晰、易懂，本章以一台Ｍａｓｔｅｒ服务器带三台Ｓｌａｖｅ服务器的??集群系统为例进行论述。本章中所使用的网络空间安全实训平台集群架构如图３－??１：??ｒ＂?从节点Ｓｌａｖｅ服务器??卩节点Ｓｌａｖｅ服务器??主节点Ｍａｓｔｅｒ服务器???从节点Ｓｌａｖｅ服务器??图３－１网络空间安全实训平台集群架构??正如上图３－１所示，此集群由四台服务器组成。其中，提供Ｗｅｂ服务的服务器??只有Ｍａｓｔｅｒ这一台，在该Ｍａｓｔｅｒ服务器后面还有三台Ｓｌａｖｅ服务器分别承担计算功??能。四台服务器构成一个完整的集群系统，彼此协调，紧密协作，为网络空间安??全实训平台提供基础环境。??３．１．２网络空间安全实训平台中虚拟机在从节点Ｓｌａｖｅ上的负载均衡??基于上述一台主节点Ｍａｓｔｅｒ服务器带多台从节点Ｓｌａｖｅ服务器的集群架构，网??络空间安全实训平台这一基于虚拟化的集群系统中所有虚拟机均同时运行在从??节点Ｓｌａｖｅ服务器上。这种方式下，主节点Ｍａｓｔｅｒ与从节点Ｓｌａｖｅ分工明确、结构清??晰。但由于作为从节点Ｓｌａｖｅ的服务器数量不只一台，当实验过程中需要开启新的??虚拟机时，将新创建的虚拟机分配到哪一台Ｓｌａｖｅ服务器上就成为了一个重要的??问题。在网络空间安全实训平台的运行过程中

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本文编号：2993794