Web服务器集群系统的自适应负载均衡调度策略研究

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搭建CentOS操作系统的LVS(Linux Virtual Server)集群,通过集群技术来提高数据检索的效率,随着客户端请求数量的加大,使得服务器的负载过载,无法及时反馈用户请求,因此搭建LVS集群,利用Linux中自带的负载均衡策略来均衡各应用服务器的用户请求负载量。在实际的开发中采用大家普遍应用的加权最小调度算法来配置Linux集群负载均衡器,从而实现用于数据检索的Linux集群系统。在负载调度均衡服务器上配置加权最小连接调度策略,通过IPVS实现基于直接路由的负载均衡调度。针对LVS的Web服务器集群负载均衡算法中默认的加权最小连接调度算法存在负载不均衡问题,在LVS中集成的加权最小连接调度算法的基础上,提出改进和优化策略。策略一,提出一种新的权值分配调度算法,负载均衡服务器请求后端各服务器的负载情况,通过获取它们的CPU利用率和内存空闲率来计算新的权值并写入负载均衡器管理模块中,负载均衡器根据新的权值来分配用户端的请求任务。策略二,提出动态自适应反馈的负载均衡策略,由于采用新的权值分配调度算法,负载均衡器需要主动请求后端各服务器的负载情况信息,这样增加了负载均衡器的负担,因此让后端各子服务器周期性的向负载均衡器主动反馈负载信息,负载均衡器监听并获取子服务器负载信息值,进而计算新的权值,再结合各服务器的负载冗余值进行任务分配。这样更好的加速了系统响应用户请求任务的反馈。通过以上两种改进后的负载均衡策略,有效的提高了集群系统的吞吐量,系统对用户的响应时间明显缩短。对于用户的请求任务消耗计算机资源的不同,有的是消耗计算机I/O资源的任务,有的则是消耗计算机CPU资源的计算型任务。因此考虑到用户请求任务的不同,本文还提出了基于任务划分的动态负载均衡策略。采用基于任务划分的动态负载均衡策略面临着一个新的研究就是怎么去判断用户任务的类型。现在该研究主要是用于并行计算方面,当程序编译时,通过编译器来判断任务的类型,进而来分配计算任务给相应的服务器或者是预先知道并设定好请求任务的类型,然后进行任务分配调度。对Web服务器集群系统内部负载调度的分析研究,能够有效地提升Web服务器集群系统的性能,单位时间内用户请求任务数量和系统反馈用户请求的响应量都能够得到有效的提高,缩短了用户等待系统响应的时间。
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