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目前,企业级数据中心利用虚拟化技术来进行服务整合已经变得越来越普遍。随着网络应用需求规模的日益增加,虚拟的网络服务器集群作为一种可靠和先进的资源系统已经广泛出现,成为一种互联网的基础架构。同时,虚拟化技术允许虚拟机占有的虚拟资源配额能够动态伸缩,以实现资源在虚拟机之间按需流动。相对于传统的物理机群,保证能力流动和应用负载相匹配是虚拟化引入后产生的新的研究课题。在这个背景下,管理这个虚拟网络服务器集群在高负载情况下的性能成为一个主要的任务。特别是当它面对大量动态内容和数据库驱动的Web应用时,如何在资源动态伸缩的共享虚拟环境中保证多服务并发系统提供的每一个服务所期望的服务性能成为一个新的挑战。
本文结合虚拟化技术和效用计算的思想,提出了一个动态扩展的虚拟能力服务计算框架。基于这个框架,我们设计了一个动态反馈的负载均衡算法DFBS(Dynamic FeedbackBalancing Scheduler)。算法通过layer-4,层的网络请求转发机制,实现服务请求在能力服务框架里的调度,试图完成网络请求在这个框架下随着能力流动的优化匹配调度。面对资源动态伸缩的异构虚拟集群Web服务器,DFBS的目标是借助分类的服务请求性能需求预测,性能隔离和动态对系统负载和可用资源的评估等机制的帮助,更好地完成负载均衡的任务,提升虚拟集群系统的利用率和服务吞吐率。为此,我们对选择的几类Web应利用曲线拟合技术将其抽象出一个服务的SLA(Service Level agreement)与并发的服务请求数量和所需资源之间的函数关系。这个预测模型结合每个VM反馈回来的动态系统状态信息,被用来计算和评估出调度算法的访问控制参数和负载调度索引,实现DFBS算法的动态自适应调度。
我们利用综合的Benchmark进行实际测试的结果表明,DFBS能够有效地在虚拟Web服务器集群中进行负载均衡调度,同时比其它的传统调度算法在响应时间和吞吐率上都有获得更好的性能提高。我们的实验结果也充分说明:在资源出现竞争的时候,DFBS能够和资源流动配合,在大规模异构服务并发环境下,在保证服务质量的同时,共同完成提高资源利用率的目标。