集群環(huán)境下自主負(fù)載均衡的研究.pdf

1、隨著云計(jì)算的興起和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,越來(lái)越多的計(jì)算任務(wù)和存儲(chǔ)資源被放置到了服務(wù)器上。全國(guó)各地都在新建數(shù)據(jù)中心,搭建集群系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)的大爆炸。這些驚人的數(shù)據(jù)是由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的服務(wù)器支撐起來(lái)的。這些服務(wù)器組合在一起,以集群的形式對(duì)外提供服務(wù),負(fù)載均衡技術(shù)保證了集群效率的最大化。然而,隨著集群系統(tǒng)的深入應(yīng)用,尤其是虛擬化技術(shù)逐漸成熟,更多的負(fù)載來(lái)自集群自身,傳統(tǒng)的負(fù)載均衡策略并不能很好的處理這種情況。
　　傳統(tǒng)的負(fù)載均衡策略主要針對(duì)來(lái)

2、之集群外部負(fù)載,這些負(fù)載有一個(gè)顯著的特點(diǎn),那就是它們均由外部客戶(hù)端發(fā)起,經(jīng)由某種負(fù)載均衡算法導(dǎo)向至集群內(nèi)部的某臺(tái)服務(wù)器上。對(duì)于這類(lèi)負(fù)載,傳統(tǒng)的負(fù)載均衡策略已經(jīng)能很好的應(yīng)對(duì)了。但是對(duì)于來(lái)自集群內(nèi)部的負(fù)載,傳統(tǒng)的策略就顯得束手無(wú)策了。
　　本文提出了一種新穎的負(fù)載均衡策略——自主負(fù)載均衡(Autonomous Load Balancing)來(lái)處理來(lái)自集群內(nèi)部的負(fù)載。自主負(fù)載均衡將單個(gè)物理服務(wù)器視為節(jié)點(diǎn),將物理服務(wù)器上的進(jìn)程視為負(fù)載,通

3、過(guò)節(jié)點(diǎn)間信息的交換來(lái)獲取鄰居節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)信息,在本節(jié)點(diǎn)資源不足或者超過(guò)設(shè)定的負(fù)載臨界值時(shí)計(jì)算出最為合適的遷移目標(biāo)節(jié)點(diǎn),然后將負(fù)載進(jìn)行遷移。自主負(fù)載均衡技術(shù)使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠“意識(shí)”到自身的負(fù)載情況,與其他鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行“溝通”,并能通過(guò)“協(xié)商”將自身的負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他的節(jié)點(diǎn)上,使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有了自我管理的能力,從而使得整個(gè)集群處于負(fù)載均衡的狀態(tài)。
　　首先,本文研究了傳統(tǒng)負(fù)載均衡技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景,指出了其中的不足。其次,本文對(duì)負(fù)載

4、均衡技術(shù)的核心問(wèn)題進(jìn)行了研究,并提出了自主負(fù)載均衡策略的解決方法。再次,從實(shí)際應(yīng)用出發(fā),本文提出了一種衡量負(fù)載能力的計(jì)算方法,為后序的調(diào)度策略提供了理論支撐。然后,根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景,本文設(shè)計(jì)了兩種簡(jiǎn)單有效的排序算法來(lái)對(duì)遷移的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。
　　在理論研究的基礎(chǔ)之上,本文還設(shè)計(jì)了一個(gè)較為完整的自主負(fù)載均衡系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。本文在真實(shí)的測(cè)試環(huán)境中對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,證明其有效性。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模型,具有很高的擴(kuò)展型