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随着网络带宽不断提升和网络业务处理复杂度的进一步加大,人们对服务器的性能要求越来越高,高性能、高可用性、高伸缩性、高安全性正成为衡量一台服务器性能的标准,然而单台服务器远远不能达到这个标准。在这样的背景下,利用负载均衡技术使多台服务器协调工作、为用户提供一个良好的网络环境成为了一个研究课题。
文章首先对负载均衡技术的发展现状及发展趋势进行评述,然后就目前较为成熟的负载均衡实现技术进行比较,着重论述了网络层三种转发模式,对其中的NAT模式的实现原理进行详细说明,并探讨了实施负载均衡技术需要考虑的因素以及实施负载均衡技术的策略。其次,文章还对目前较为流行的负载均衡算法进行了介绍,重点介绍了动态反馈负载均衡算法,并在此基础上,对该算法的性能采集参数进行了丰富,并采用了动态性能参数采集周期,从而使采集的参数能更好反映当前服务器性能。再次,本文深入分析了网络处理器的特点,并在此基础上提出了基于网络处理器的负载均衡系统的设计实现思路。最后文章针对多代理出口的校园网环境,设计并实现了一款多代理出口负载均衡系统,该系统采用基于Agent的动态反馈负载均衡算法,以IP层的NAT转发模式为基础,并以Intel Ixp425网络处理器为硬件开发板,以WindRiver公司的VxWorks5.5嵌入式RTOS(Real Time Operating System)为软件平台。系统开发设计中,由于网络数据流量较大常常造成网络处理器内存溢出,这成了系统实现难点,最终通过采用合理的数据结构和内存分配方式解决了该问题。
目前,在实验室环境内,该系统已投入使用,对多代理服务器出口进行负载均衡,很好的解决了校园网各个代理服务器忙闲不等、负载不均的问题。与此同时,该系统改变了原来由单一的代理服务器为用户提供服务的模式,使多个代理服务器同时为用户提供服务,有效的提高了网络访问速度。试验结果表明,该系统能有效的将网络负载合理的分配至各个服务器,同时由于其具有运行高效、成本低廉、开发周期短等特性,使该系统适合作为中小型网络的负载均衡设备。