面向物联网的服务器负载均衡算法研究

发布时间：2021-05-16 01:22

　　随着互联网和物联网技术的快速发展与普及,后端服务器集群接收到的请求数量呈爆发式增长,需要通过负载均衡策略对请求进行合理地分发,以降低服务器端的压力并提高系统资源的利用率。Nginx作为优秀负载均衡器的代表,具有资源消耗低、并发量高等优点,受到了用户的广泛好评。本文基于Nginx负载均衡技术,针对现有策略在高负载的情况下产生的负载失衡现象,提出两种改进的动态负载均衡算法。主要研究内容如下:1.针对现有Nginx负载均衡策略在高并发情况时无法合理分配用户请求的问题,提出一种基于加权轮询算法的动态权重负载均衡算法。此算法在负载均衡器向后端服务器分发任务时,不仅考虑到服务器集群各节点本身的硬件性能存在差异,同时也周期性地读取后端节点的实时负载情况并将其量化。然后,算法综合考虑了实时的CPU、内存、磁盘I/O和网络的利用率,结合硬件性能,周期性地更新服务器节点的最终权值,使每个后端服务器节点能够被分配到的请求能够与其当前的负载能力相匹配,从而增强了后端服务器集群的性能。最后,利用Httperf和Autobench性能测试工具对本文所提出的动态权重负载均衡算法进行性能测试,实验结果证明,此算法在并... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 引言
    1.1 背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 Nginx研究现状
        1.2.2 负载均衡研究现状
    1.3 论文研究内容
    1.4 论文的组织结构
第2章 相关技术基础概述
    2.1 服务器集群技术
        2.1.1 服务器集群的概念
        2.1.2 服务器集群分类
        2.1.3 选用服务器集群的目的
        2.1.4 性能指标
    2.2 负载均衡技术
        2.2.1 负载均衡的概念及目的
        2.2.2 负载均衡的分类
        2.2.3 负载均衡的实现方式
    2.3 Nginx服务器
        2.3.1 Nginx概述
        2.3.2 Nginx安装
        2.3.3 Nginx模块简介
        2.3.4 Nginx进程模型
    2.4 Redis内存数据库
        2.4.1 发布/订阅模式
    2.5 本章小结
第3章 动态权重的负载均衡算法研究
    3.1 Nginx动态反馈负载均衡策略研究概述
    3.2 Nginx负载均衡研究
        3.2.1 upstream模块配置
        3.2.2 加权轮询算法
        3.2.3 IP Hash算法
        3.2.4 最小连接数算法
    3.3 动态权重的负载均衡算法
        3.3.1 负载信息的采集
        3.3.2 静态权重研究
        3.3.3 动态权重研究
        3.3.4 动态权重的负载均衡算法流程
    3.4 性能测试与结果分析
        3.4.1 测试环境及方法
        3.4.2 测试结果及分析
    3.5 本章小结
第4章 面向请求类型的动态负载均衡算法研究
    4.1 面向请求类型的动态负载均衡算法概述
    4.2 面向请求类型的负载均衡策略相关研究
    4.3 面向请求类型的动态负载均衡算法
        4.3.1 加权最小连接数算法
        4.3.2 权重及资源权系数研究
        4.3.3 面向请求类型的动态负载均衡算法流程
    4.4 性能测试与结果分析
        4.4.1 测试环境及方法
        4.4.2 测试结果及分析
    4.5 本章小结
第5章 结束语
    5.1 主要工作与创新点
    5.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]服务器集群技术研究与应用[J]. 李微巍,孙兆宽,梁振宇,回岩.  信息系统工程. 2018(07)
[2]透明进程间通信协议在集群系统中的应用[J]. 赵晨,张淑萍.  计算机工程与设计. 2018(03)
[3]Linux负载均衡集群技术在网络服务器中的应用[J]. 孔祥真,张丁,李忠远.  软件导刊. 2016(12)
[4]高可用集群系统的研究[J]. 高爱莲,刘增磊,刘中艳.  信息系统工程. 2016(10)
[5]An Efficient Load Balancing Approach for N-Hierarchical Web Server Cluster[J]. PAK Ilchol,QIAO Baiyou,SHEN Muchuan,ZHU Junhai,CHEN Donghai.  Wuhan University Journal of Natural Sciences. 2015(06)
[6]TeraPELB:云计算中基于预测的弹性负载均衡算法[J]. 吴和生,王崇骏,谢俊元.  系统仿真学报. 2013(08)
[7]基于内容分类的集群负载均衡算法[J]. 郑祺,周广平.  计算机系统应用. 2011(05)
[8]服务器集群系统研究[J]. 曾碧卿,陈志刚.  计算机应用研究. 2004(03)

博士论文
[1]Web服务器集群系统的自适应负载均衡调度策略研究[D]. 王红斌.吉林大学 2013

硕士论文
[1]基于Nginx的Web服务器集群负载均衡技术研究[D]. 黄焕昭.广东工业大学 2019
[2]异构多核处理器微内核的负载均衡调度研究[D]. 戴飞.桂林理工大学 2019
[3]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
[4]负载均衡技术在电子商务网站中的应用研究[D]. 刘维.湖南大学 2018
[5]基于Nginx高并发Web服务器负载均衡策略的研究与改进[D]. 孔艳蓉.长安大学 2018
[6]基于Nginx高并发Web服务器的改进与实现[D]. 张尧.吉林大学 2016
[7]基于Nginx的地理信息服务集群构建技术研究[D]. 杨玉霞.江西理工大学 2014
[8]基于内容的负载均衡技术的研究与实现[D]. 皇甫宁.华南理工大学 2013



本文编号：3188691