随着新技术与新场景的出现,网络流量规模化增长。大流量冲击对服务器性能提出更严格的要求,设计并实现有效策略抵御流量冲击,为差异化流量提供不同的服务质量(Quality of Service,QoS)显得尤为重要。服务质量的提升可以从两方面考虑,一方面从数据转发角度考虑:首先结合实际业务场景对流量分类,然后根据路由器端所设计的优化策略对分类后流量转发。另一方面从服务器角度考虑:通过增加服务器带宽,扩展集群来提升服务质量。虽然上述两个方面能够缓解流量冲击,提供相对可靠的服务质量,但并不能够从根本上解决问题,从网络节点上的转发优化容易受制于大量节点的升级维护,对于服务器集群的扩展也会由于资金、技术等问题受到限制。因此可以考虑对服务器端QoS策略研究,便于服务器自身能够使用这些优化策略在有限的资源内提升服务质量。QoS优化的前提是对流量进行分类,然后对不同类别的流量进行QoS优化。传统的网络流量分类技术已经较为成熟,主要分为基于端口号的流量分类与基于深度包检测的流量分类。本论文主要关注分类后流量的QoS策略研究,采用基于请求内容的流量分类方式,该策略可以支持多种流量类型,本论文主要针对更具普遍性的资源类型分类并识别,然后进行后续QoS策略的分析研究。通过上述讨论,本论文在基于请求内容划分流量类型的前提下,从延迟与带宽两个服务质量指标入手,通过分析研究服务器端QoS相关策略,对Web服务器延迟策略与带宽策略设计实现。然后模拟服务器处理流程设计实验平台,采用验证性实验对延迟策略部分进行验证分析,采用对比实验分析基于预留带宽的动态带宽分配策略与固定带宽分配策略。本论文的工作包含以下几点:(1)HTTP请求分类与识别方法设计。依据资源类型为主、大小为辅的方式将HTTP流量请求分成不同优先级。然后将其存放至不同的调度队列中,为后续的QoS策略研究进行前期准备。(2)延迟调控策略设计。采用改变线程数量的方式调节延迟时间,动态控制不同优先级队列的延迟时间比值,保证系统对于不同请求类型能够按照配置文件给定的延迟比值合理分配线程资源,在误差范围内达到设定的目标比值。(3)基于预留带宽的动态带宽分配策略设计。本文提出为分类后请求队列设置共享预留带宽,通过设定带宽调整阈值动态控制带宽分配。该策略保证了不同请求类型不会因为竞争导致“饿死”。其次实现带宽资源的合理利用,避免了带宽浪费,从整体上提升了服务质量。(4)基于Web Socket的监测实验平台设计。通过Web Socket技术实现服务器数据推送,并确定需要数据采集的性能指标,完成整个监测平台的设计,在实验过程中通过监测数据对延迟策略与带宽策略的运行效果进行分析。本论文创新点主要体现在带宽调控方面,传统令牌桶算法通过令牌的概念将带宽资源量化,本论文在此基础上提出一种基于预留带宽的动态带宽分配策略,该策略为不同类型请求设置共享预留带宽,以及带宽调整的阈值。当带宽使用率多次低于下限阈值,可以将多余带宽进行存储,供其他类型请求使用。当带宽使用率多次高于上限阈值,可以从预留带宽中获取部分带宽使用。同时为不同类型请求设置最低保证带宽,在动态调整带宽的同时避免出现请求饿死现象。然后通过实验的方式与固定带宽调控策略比较,结果显示该策略能够有效提升带宽使用率,避免带宽浪费,提升服务器服务质量。