基于自校正分散控制的Web服务器比例延迟保证

Apache Web服务器一般采用单变量模型,处理多优先级延迟保证时需多次建模,可扩展性不佳。为此提出一种Web服务器多输入多输出(MIMO)模型,并结合分散控制理论和自校正控制(STC)理论设计分散自校正控制器。该控制器动态调节处理不同优先级请求的工作线程数目,能保证较高优先级请求更快得到处理且维持不同优先级请求的平均延迟比为设定值,模型和控制器参数根据在线辨识结果实时更新。仿真表明,过载情况下即使并发客户连接数目急剧变化,闭环系统中的服务器仍能维持较好的比例延迟保证。     

Apache Web服务器中基于LTI模型的多服务类别比例延迟控制

通过系统辨识建立了Apache Web服务器的线性时不变(LTI>模型,用于描述两类Web客户连接的连接延迟比与服务线程比间的关系,并针对此L"I'I模型,设计了一个控制器。此控制器通过动态分配服务于不同类别连接的服务线程的数量,可实现Wcb服务器端的比例延迟保证,并进一步将此区分服务的控制模型扩展到了面向多个连接类别,通过多个控制器实现了相部两个客户连接类别的比例延迟保证。仿真表明,即使过载状态下并发客户连接的数目急剧变化,闭环系统中的Wcb服务器也能为多个客户连接类别提供比例延迟保证。     

Web QoS中的预测控制与比例延迟保证

控制理论已被应用于Web服务器中,以改进其QoS性能。但当Web负载剧烈变化时,已有的基于反馈的比例延迟控制的实时性往往不佳。分析了HTTP1.1请求页面中嵌入URL的个数和嵌入文件大小的重尾特征,根据Web服务器的排队特性以及HTTP1.1持续连接的特点,通过不同优先级等待队列的长度来预测排队延迟,从而调整相应的服务线程配额,实现相对比例延迟保证。实验证明,这种方法取得了良好的效果,显著提高了系统的动态性能。     

Web服务器中基于自适应控制的成比例延迟区分服务

Internet上Web应用日益广泛的使用,使得Web服务器需要在高负载下提供性能保证与区分服务,以满足用户的不同需求。响应延迟是评价Web服务器的一项关键性能指标,而成比例延迟区分服务是一种重要的区分服务模型。针对Apache Web服务器,提出并实现了基于自适应控制的成比例延迟区分服务。在每个采样周期,自适应控制器根据预设的延迟区分参数,通过动态计算并调节各个客户类别的服务线程数目,可保证Apache Web服务器上高优先级客户具有较低的平均连接延迟,而各个客户类别的平均延迟比保持不变。仿真结果表明,在动态变化的负载、参考输入以及不同的系统配置之下,控制器作用下的Apache Web服务器都能可靠地提供成比例延迟区分服务。     

相对延迟保证在Apache服务器上的实现

基于反馈控制的理论,针对Windows平台下Apache服务器的MPM模型,设计了一个反馈控制器。控制器通过动态调整不同类型客户的服务线程比例,保证了高优先级客户较快得到服务器响应而不同类型客户的延迟比不变,从而实现了Apache服务器的相对延迟保证。测试结果表明,即使在客户数量急剧变化的情况下,改进后的服务器仍然能够达到较好的相对延迟保证。     

Web服务器系统中基于反馈控制的比例延迟保证

随着Web应用在商业领域的广泛使用,Web服务器系统需要在高负载下提供区分服务,以满足用户的不同需求。为实现以延迟作为评价指标的区分服务,本文在Web服务器系统的连接管理和请求处理两个层次建立了基于反馈控制的比例延迟保证模型。模型中的反馈控制器通过动态计算和调节不同类别客户占用的资源：（服务线程和数据库连接）,能保证高优先级的客户较快得到服务而不同类别客户的平均延迟比保持不变。为测试闭环系统的性能,设计了两种分别服从均匀分布和重尾分布的动态负载。仿真结果表明,即使并发客户连接的数目剧烈变化,控制器作用下的服务器系统仍然能够达到较好的比例延迟保证,可靠地为用户提供区分服务。     

DTN Web服务器基于自适应控制的成比例延迟区分服务

DTN网络的出现为未来的Internet应用提供了一种全新的平台,在DTN网络上部署支持服务区分服务的Web服务器方面的研究仍为空白。首先设计了一种支持区分服务的DTN Web服务器,并在其上实现了基于自适应控制的成比例延迟区分服务。自适应控制器根据预设的延迟区分参数,通过动态计算并调节各个客户类别的服务线程数目,可保证DTN Web服务器上高优先级客户具有较低的平均连接延迟而各个客户类别的平均延迟比保持不变。仿真结果表明,在动态变化的负载、不同的负载分布以及变化的参考输入之下,控制器作用下的DTN Web服务器都能可靠地提供成比例延迟区分服务。     

Web服务器群的QoS确保及其接纳控制研究

WWW访问的爆炸性发展正是Internet成功的重要原因，然而目前的Web服务器却缺乏相应的QoS机制，导致在过载时造成巨大的经济损失。一个提供多类服务的多服务器Web平台的服务质量确保体系被提出来，它以服务响应延迟为核心度量标准，将同一类服务抽象为一台虚拟服务器，并以该度量黏合起系统的各个组件．同时据此提出了一个动态自适应的服务接纳算法(DASAC)．测试表明，即使经历严重的过载与业务突发，也能保证用户感知的服务质量．     

基于自适应模糊控制的Web带宽区分服务

基于线程/进程分配的Web区分服务策略仅仅关注连接延迟,而在服务器带宽受限的情况下,由于处理延迟成为客户端总延迟的主导部分,因此区分效果很差.提出的基于带宽调节的区分服务策略,通过两级自适应模糊控制,调整服务于不同优先级请求的虚拟主机的带宽配额,从而控制处理延迟,实现比例延迟保证.经稳定性分析与实验验证,这种方法取得了良好的效果,相对于静态模糊控制,其延迟比与期望值的方差减少了40%.     

绝对延迟保证在Web应用服务器数据库连接池中的实现

网络QoS机制不足以提供完全的端到端的性能保证,在由三层结构构成的电子商务网站中,基于反馈控制理论,提出并实现了在应用服务器的数据库连接池中的绝对延迟保证,对数据库连接池作出了改进,确保带有高优先级请求的平均排队延迟不超过设定的阈值。通过系统辨识建立了数据库连接池的近似线性时不变模型(LTI),并设计了绝对延迟保证控制器,为Tomcat Web应用服务器实现了数据库连接池中闭环系统所有部件。测试结果表明,即使在并发请求数量剧烈变化时,控制器的设计也是有效的。     

基于事件驱动和QoS控制的Web服务器体系结构*

Web服务器在满足大量且不断上升的用户需求方面扮演着关键角色,但Web服务器也面临高并发的用户请求、不同的QoS需求和访问控制等众多挑战。针对这些挑战提出了一种采用事件驱动和QoS控制的新型Web服务器体系结构,并依此开发出命名为Epdds的原型服务器。通过对Epdds服务器的性能分析及与其他Web服务器性能对比,进一步验证了此种Web服务器体系结构的可行性和有效性。     

比例区分服务模型下的绝对时延保证

区分服务是在IP网络中实现QoS(Quality of Service)保证的一种体系结构,它在保持网络可扩展性的同时,为用户业务提供了有差别的服务,而比例区分服务提供了更加精细的区分控制,讨论了当前利用比例区分保证业务QoS一些方法和思想,它们大多致力于单个网络节点资源的合理分配。基于用户更加关心其端到端上的QoS特性,提出在保障关键业务包时延特性的基础上,网络各中间结点协作保证完成用户端到端上的包时延要求,在整个网络上合理分配资源。仿真结果表明,在相同的网络负载下,网络满足用户端到端上的包时延要求的能力大为提高。     

网络控制系统Web服务器服务质量管理方案的研究

提出一种基于Web的自适应内容传输管理方案,为不同网络客户提供不同优先级的性能服务,并且各种服务相互独立,同时能基于请求率和传输带宽共享系统资源。这种方案在传统的允入控制基础上改善了服务性能,根据网络负载情况和服务质量需求自适应选择传输内容,满足了客户对网络传输服务质量需求。该管理方案可以在三层模型的中间层实施,便于修改和维护,给出的实验结果显示了该方案的有效性。     

抗时延敏感性跨层自适应资源分配方案*

为了对抗多用户OFDM系统中用户实时业务对时延的敏感性,提出一种利用Hopfield神经网络(HNN)算法的跨层自适应资源分配方案。该方案设置用户调度优先级时同时考虑物理层的信道状态信息,及媒体接入层的用户队列状态信息和等待时间等;采用HNN算法,最大化系统容量的同时降低了平均时延和丢包率。仿真结果表明,相比于传统资源分配方案,该方案可以有效保障用户的服务质量,并提高了系统的整体性能。     

Web集群中基于控制论的分布式QoS量化控制

基于控制理论提出一种分布式Web集群QoS量化控制机制,具有分布控制,灵活、有效的系统化设计,高可扩展,高可用及易于部署等特点.系统的实现及实验验证了该方案的可行性和有效性.     

Web应用服务器自适应负载平衡服务

Web应用服务器是为事务性Web应用提供一系列运行时服务的分布式系统.基于中间件的自适应负载平衡服务是为Web应用服务器提供高可信赖性和高伸缩性的一种有效方法,但目前还存在许多不足,如缺乏服务端透明性、负载策略不可替换等,不能满足Web应用服务器特有的需求.分析了Web应用服务器负载平衡服务的关键需要,设计了一种自适应负载平衡服务,阐述了在J2EE应用服务器WebFrame2.0上实现该服务的若干关键技术及其解决办法,包括可热插拔、负载策略可替换、负载反馈与自适应控制、状态迁移以及容错技术等,最后是相关工作介绍及其比较.该负载平衡服务已在Web应用服务器WebFrame2.0中得以实现.     

Optimal capacity allocation for Web systems with end-to-end delay guarantees

Providing quality of service guarantees have become a critical issue during the rapid expansion of the e-Commerce area. We consider the problem of finding the optimal capacity allocation in a clustered Web system environment so as to minimize the cost while providing the end-to-end performance guarantees. In particular, we consider constraints on both the average and the tail distribution of the end-to-end response times. We formulate the problem as a nonlinear program to minimize a convex separable function of the capacity assignment vector. We show that under the mean response time guarantees alone, the solution has a nice geometric interpretation. Various methods to solve the problem are presented in detail. For the problem with tail distribution guarantees, we develop an approximation method to solve the problem. We also derive bounds and show that the solution is asymptotically optimal when the service requirement becomes stringent. Numerical results are presented to further demonstrate the robustness of our solutions under data uncertainty.     

基于占空比控制和时延保证的传感器网络队列管理算法

为了在保证无线传感器网络时延要求的同时最小化功率消耗,提出一种基于占空比控制和时延保证的传感器网络队列管理算法(DQC).该算法根据不断变化的网络条件,为了更好地控制节点占空比和队列阈值,采用一种双向控制器,该控制器提供一种延迟通知机制,可以根据应用需求和时变时延要求为每个节点确定一个适当的休眠时间和队列长度,并基于控制理论推导出双向控制器的稳定状态,获得了保证稳定状态的渐近稳定控制参数的条件.实验仿真结果表明,相比基于自适应占空比控制的算法和基于拥塞性能改进的队列管理机制,所提算法在端至端延迟时间上分别缩短了38.8%和36.0%的时间,平均功率消耗分别减少了46.5mW和27.5mW,在延迟时间的控制和能量效率的提升上表现出了更好的性能.