集群環(huán)境下自主負載均衡的研究.pdf

1、隨著云計算的興起和移動互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,越來越多的計算任務(wù)和存儲資源被放置到了服務(wù)器上。全國各地都在新建數(shù)據(jù)中心,搭建集群系統(tǒng)來應(yīng)對數(shù)據(jù)的大爆炸。這些驚人的數(shù)據(jù)是由數(shù)以萬計的服務(wù)器支撐起來的。這些服務(wù)器組合在一起,以集群的形式對外提供服務(wù),負載均衡技術(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,更多的負載來自集群自身,傳統(tǒng)的負載均衡策略并不能很好的處理這種情況。
　　傳統(tǒng)的負載均衡策略主要針對來

2、之集群外部負載,這些負載有一個顯著的特點,那就是它們均由外部客戶端發(fā)起,經(jīng)由某種負載均衡算法導向至集群內(nèi)部的某臺服務(wù)器上。對于這類負載,傳統(tǒng)的負載均衡策略已經(jīng)能很好的應(yīng)對了。但是對于來自集群內(nèi)部的負載,傳統(tǒng)的策略就顯得束手無策了。
　　本文提出了一種新穎的負載均衡策略——自主負載均衡(Autonomous Load Balancing)來處理來自集群內(nèi)部的負載。自主負載均衡將單個物理服務(wù)器視為節(jié)點,將物理服務(wù)器上的進程視為負載,通

3、過節(jié)點間信息的交換來獲取鄰居節(jié)點的運行狀態(tài)信息,在本節(jié)點資源不足或者超過設(shè)定的負載臨界值時計算出最為合適的遷移目標節(jié)點,然后將負載進行遷移。自主負載均衡技術(shù)使得每個節(jié)點能夠“意識”到自身的負載情況,與其他鄰居節(jié)點進行“溝通”,并能通過“協(xié)商”將自身的負載轉(zhuǎn)移到其他的節(jié)點上,使得每個節(jié)點擁有了自我管理的能力,從而使得整個集群處于負載均衡的狀態(tài)。
　　首先,本文研究了傳統(tǒng)負載均衡技術(shù)的特點和應(yīng)用場景,指出了其中的不足。其次,本文對負載

4、均衡技術(shù)的核心問題進行了研究,并提出了自主負載均衡策略的解決方法。再次,從實際應(yīng)用出發(fā),本文提出了一種衡量負載能力的計算方法,為后序的調(diào)度策略提供了理論支撐。然后,根據(jù)實際的應(yīng)用場景,本文設(shè)計了兩種簡單有效的排序算法來對遷移的目標節(jié)點進行排序。
　　在理論研究的基礎(chǔ)之上,本文還設(shè)計了一個較為完整的自主負載均衡系統(tǒng)并對其進行了實現(xiàn)。本文在真實的測試環(huán)境中對該系統(tǒng)進行了測試,證明其有效性。該系統(tǒng)的設(shè)計采用了點對點模型,具有很高的擴展型