基于软件抗衰的分布式负载均衡策略

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负载均衡技术是伴随着网络规模的不断扩大,用户与业务量不断增加这一过程与服务器集群技术一起发展起来的。对某一服务来说,单一结点很难满足用户需要,因此增加服务结点协同处理成为了解决这一问题的主要途径。负载均衡系统的任务就是将负载合理地分配到各结点上,实现整个系统的平衡性,保证系统的处理能力和服务质量维持在良好水平上。负载均衡策略的分类方法有若干种,按照拓扑结构的不同,可以分为集中式策略和分布式策略。当前集中式策略已得到普遍应用,研究主要集中于分布式策略之上。目前的各种分布式策略主要存在的问题是不能兼顾系统开销和策略性能,策略的设计者和实施者往往需要在这二者间寻找一个合适的平衡点。为了解决上述问题,软件抗衰思想开始被引入负载均衡策略设计。软件抗衰是指为预防系统突然发生故障而预先采取措施,其基本过程是在系统性能下降到一定程度时(或之前)对其应用抗衰策略,从而使性能恢复到良好状态。引入软件抗衰思想的负载均衡策略将负载均衡过程视为负载均衡系统自身的抗衰行为,根据全局的均衡情况来判断发起均衡过程的时机。本文主要工作包括: (1)在分析现有分布式策略优缺点的基础上确定了策略基本思想。 (2)定义了相关若干概念:负载率、系统平均负载率、任务迁移树以及前驱后继结点;为了尽量清楚规范地描述策略,给出了使用四元组规范化描述负载均衡策略的方法。 (3)根据策略基本思想提出了原始策略和改进后的策略,使用前文提出的方法分别对原始策略以及适用于系统过载和轻载两种情况下的改进策略进行了表述。 (4)分析了策略性能,和现有的主流分布式负载均衡策略进行了对比。 (5)在改进策略的基础上,根据不同负载特性系统的要求分别设计了就近算法和均摊算法,并尝试将其应用于实际系统中,通过实验数据验证了策略的有效性。
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