遠程控制系統(tǒng)中Web服務器的請求調度算法研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及，特別是萬維網(wǎng)的迅猛發(fā)展，使基于Web的遠程控制技術成為遠程控制領域新的發(fā)展方向和研究熱點。在基于Web的遠程控制系統(tǒng)中，Web服務器是關鍵部件之一，直接影響著遠程控制系統(tǒng)能否快速、準確、可靠地完成控制任務。而且，隨著光纖、新一代交換機等寬帶技術在互聯(lián)網(wǎng)領域的廣泛應用，網(wǎng)速越來越快。與之相對，Web服務器逐漸成為基于Web的遠程控制系統(tǒng)的性能瓶頸。Web服務器性能的提升主要依靠提高硬件性能和改進Web服務器軟件的請求調度

2、算法。為了提高Web服務器的硬件性能，人們開始把多核處理器應用于Web服務器。多核處理器在Web服務器中的應用改變了傳統(tǒng)Web服務器軟件的運行環(huán)境，也產生了新的請求調度問題。因此，本課題提出了適用于多核Web服務器的動態(tài)請求調度算法，并對多核Web服務器的建模、多核Web服務器的“乒乓”效應等問題進行了研究。所做主要工作如下:
　　 (1)建立了多核Web服務器的排隊網(wǎng)絡模型。在對Web服務器的研究過程中，為了分析Web服務器的

3、性能，已經(jīng)出現(xiàn)了許多使用排隊網(wǎng)絡理論或Petri網(wǎng)理論對Web服務器建立的數(shù)學解析模型。但是這些已建立的Web服務器的性能模型大多是針對單核處理器的。因此，本課題在詳細分析Web服務器動態(tài)請求處理過程的基礎上，依據(jù)排隊網(wǎng)絡理論，建立了多核Web服務器的排隊網(wǎng)絡模型。該排隊網(wǎng)絡模型使用泊松過程請求流作為輸入流，但也對自相似請求流的情況進行了討論。
　　 (2)研究了多核處理器的“乒乓”效應問題。多核處理器在一個芯片上集成多個處理器

4、核心的同時，也改變了處理器的緩存結構。多核處理器往往有多級緩存，這樣就產生了緩存一致性的問題。而緩存的一致性問題往往會引起處理器核心之間的“乒乓”效應，這會嚴重影響多核處理器的性能。本課題在對現(xiàn)有操作系統(tǒng)的線程調度算法和典型的片上多核處理器的緩存結構進行研究的基礎之上，嘗試使用操作系統(tǒng)提供的進程/線程硬親和性的方法消除多核處理器的“乒乓”效應問題。為了驗證此方法，進行了仿真實驗，實驗結果證明了此方法的有效性。
　　 (3)提出了

5、多核Web服務器中的動態(tài)請求調度算法。在對Web服務器動態(tài)請求處理過程進行深入研究之后，為了消除多核處理器中存在的“乒乓”效應問題，在充分考慮了動態(tài)請求服務時間的分布特點的基礎上，本課題提出了針對多核Web服務器的動態(tài)請求調度算法。新的動態(tài)請求調度算法先對動態(tài)請求進行分類，然后進入不同的動態(tài)請求隊列，而且將為同一類動態(tài)請求提供服務的服務線程分配至同一個處理器核心以避免“乒乓”效應。此外，為了保持各處理器核心之間的負載均衡，使用遺傳算法規(guī)