集中式负载调度中瓶颈缓解技术

在分析了现有的网络负载平衡方案的基础上,针对采用集中式负载调度的集群系统中普遍存在的网络瓶颈的问题,提出了基于虚拟路由技术的缓解方法。首先对LVS进行了网络瓶颈问题的分析,并针对存在的问题提出了采用虚拟路由技术,调度器与服务器配对技术与增加网卡相结合的缓解网络瓶颈问题的方法。在FreeBSD5．2下实现了一个负载调度系统,称之为FSS,其支持虚拟路由,和服务器与调度器的配对,其它功能与LVS在IP层调度时基本相同。经实验验证,该方法达到了缓解网络瓶颈的目的。     

可伸缩网络服务的研究与实现

首先 ,本文提出基于集群的可伸缩网络服务体系结构Linux Virtual Server(简称为 LVS) ,它分为负载调度器、服务器池和后端存储三层结构。负载调度器采用 IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。LVS集群提供了负载平衡、可伸缩性和高可用性 ,可以用于建立很多可伸缩网络服务。进而 ,提出地理分布的 LVS集群系统 ,它可节约网络带宽 ,改善网络服务质量 ,具有良好的抗灾害性。在 IP负载均衡技术上 ,针对网络服务非对称性的特点 ,为克服 VS/NAT伸缩能力差的缺点 ,本文提出通过IP隧道和直接路由实现虚拟服务器的两种方法 VS/TUN和 VS…     

Linux下集群虚拟服务器的研究与设计

研究了集群虚拟服务器的工作原理,详细描述了地址转换(NAT)、IP隧道(IP Tunneling)和直接路由(Direct Routing)三种IP层的负载均衡办法及满足不同应用需要的四种分担算法(RR、WRR、 LC和WLC)等核心过程,并在Linux操作系统平台上构建了集群虚拟服务器.实践结果表明,集群技术对网络系统性能的提高是明显的.     

TCPHA:一个新型的高性能基于内容调度系统

目前Web服务器集群的调度技术中，基于内容的调度是一种主流的调度技术，有很多的优势。但目前流行的基于内容的调度系统普遍存在系统可扩展性差，调度器性能瓶颈问题，而不能充分发挥基于内容调度的优势。该文研究实现了一种新型的基于内容调度系统TCPHA，它在操作系统内核工作，实现了一些最新的技术，如TCP Handoff技术、动态IP Tunnel技术、ARP过滤技术等。性能测试表明，相对于传统的基于内容调度系统，TCPHA有着更高的性能。     

基于LinuX网络协议的IP报文分流系统

实时对网络海量信息截取、分析和处理的负载远远超出了单台计算机的处理能力，文章采取在Linux操作系统内核中将IP报文截取，并按照转发策略对IP报文进行重新定向发送给下游处理机的方法，在操作系统底层实现IP报文的分流，满足了对网络海量信息进行实时分析和处理的技术要求。     

基于Linux的负载均衡技术

网络业务量的激增和应用的特殊化都使得负载均衡成为迫切需求,Linux虚拟服务器按传输层连接对集群节点进行业务分配的方式,能便捷而高效地实现负载均衡。文中对Linux虚拟服务器集群的结构与原理进行了讨论,重点阐述了满足不同应用需要的4种负载均衡算法,并在Linux操作系统环境下,构建了虚拟服务器集群,测试了负载响应、服务性能、调度器备份。结果表明,虚拟服务器集群技术可较大幅度地提高系统的综合性能。     

基于LVS系统的负载动态平衡设计与实现

基于LVS的集群负载调度系统，内核中的加权调度算法权值是静态的，没有动态调整机制，容易出现任务分配与真实服务器处理能力相背离，给出了一种通过量化调度器和真实服务器的实时反馈负载信息指标，计算服务器综合负载，动态调整服务器权值的收敛算法，实现负载动态平衡，及时调整负载倾斜，进一步提高服务器的利用效率和集群系统的吞吐率，设计可应用在使用LVS的负载平衡调度集群系统中。     

Linux集群服务器中请求转发策略探讨与实现*

研究Linux集群系统中的请求转发策略,重点讨论了在Linux 2.4内核的Netfilter框架下实现Direct Routing转发策略。前端仅仅只做转发,通过在IP层修改数据包的目的MAC或IP,使得后端服务器可以直接将应答包发给客户。实践证明该转发策略可明显提高前端系统的处理能力,特别是在后端服务器超过20台的情况。     

基于多线程事件驱动框架高性能应用层网关的设计与实现

应用层网关是主动自调度集群服务系统中的关键子系统,其主要功能是接收和分析用户请求,并根据后端执行服务器的控制消息转发用户请求及后继的服务器应答数据。为保证其在高负载下的处理性能,在Linux内核中基于多线程事件驱动框架及协议状态机处理机制,设计并实现了具有很高通用性的应用层网关,支持HTTP等多种集群服务。测试表明,它在数据吞吐率、连接吞吐率等多方面具有很高的性能。     

曙光发布负载均衡系统DLBV3.0

8月下旬获悉,曙光信息产业有限公司推出了其自主设计开发的新一代负载均衡系统DLB V3.0。该系统面向松耦合结构的服务器集群,针对证券、金融、企业、高校、门户网站及ISP/ICP、电子政务等行业用户的不间断业务需求而设计开发。曙光DLB V3.0提供网络地址转换和直接路由两种转发机制,支持基于内容和基于IP的负载均衡调度,解决了行业用户网络负载不平衡,带宽资源无法得到最佳分配的瓶颈问题。与同类负载均衡系统相比,曙光DLB V3.0最大连接请求数超过100000/秒、吞吐量超过2.5G/秒、真实节点性能线性增长比率达到98%。在安全性方面,采…     

Reconfigurable memory architecture for scalable IP forwarding engines

In this paper, a reconfigurable memory architecture and lookup technique for IP packet forwarding engines is presented. This is achieved by partitioning the forwarding table into smaller partial lookup tables for each output port and allowing a forwarding engine to process them in parallel. This effectively reduces the complexity of finding the ‘longest prefix match’ problem to the ‘first prefix match’ problem. Our method is a flexible technique that significantly elevates the scalability of the next generation network processors and other packet processing devices. Such scalability facilitates migration to IPv6 and benefits network equipments especially in terms of growing routing table size, traffic, frequency of route updates and bandwidth requirement.     

主动层次多目通信路由模型

许多应用需要IP多目通信.在Internet大规模应用IP Multicast时,有效的路由是关键.这样的多目路由协议必须是有效的、可伸缩的和增量可配置的.但是传统的Internet路由对性能是不敏感的,不能平衡负载和处理拥塞.现有的大多数多目通信路由协议不仅负责数据转发,还负责路由树的构造,这给路由器带来了极大的复杂性,而且协议的配置是手动的、费时费钱的工作.该文提出一个主动层次式Multicast路由的体系结构,采用主动网络技术将多目通信路由协议的数据转发和控制机制分开,根据链路的状态信息用主动报文控     

Vxworks下策略路由研究及其原型实现

策略路由是嵌入式网络产品的一个重要功能,而Vxworks作为嵌入式开发的首选实时操作系统,没有实现这一功能。在分析了策略路由原理及Vxworks原IP协议栈数据转发机制的基础上,提出了加入策略路由后VxworksIP协议栈的数据转发机制,并实现了它的原型。     

Comparative packet-forwarding measurement of three popular operating systems

This papers measures and compares the network performance (with respect to packet forwarding) of three popular operating systems when used in today's Gigabit Ethernet networks. Specifically, the paper compares the performance in terms of packet forwarding of Linux, Windows Server and Windows XP. We measure both kernel- and user-level packet forwarding when subjecting hosts to different traffic load conditions. The performance is compared and analyzed in terms of throughput, packet loss, delay, and CPU availability. Our evaluation methodology is based on packet-forwarding measurement which is a standard and popular benchmark and evaluation methodology to assess the performance of network elements such as servers, gateways, routers, and switches. Our evaluation methodology considers different configuration setups and utilizes open-source software tools to generate relatively high traffic rates. We consider today's typical network hosts of modern processors and Gigabit network cards. Our measurements show that in general Linux exhibits superior overall performance in the case of kernel (or IP) packet forwarding, whereas Windows Server exhibits superior performance in the case of user-level packet forwarding.     

Linux下内核空间以太网包的捕获设计

在Linux下通常的网络数据包捕获通过Libpcab函数框架实现,该体系下实现的包捕获存在着一些缺陷。探讨了netfilter框架在Linux内核中的实现,并利用netfilter框架进行以太网数据包的捕捉接收,经处理后实现数据包的重组发送。在内核空间处理网络数据包不仅提高了效率,减少了数据从内核空间传递到用户空间消耗的资源,而且可以截获网络上所有的以太网报文,对网络数据进行过滤和处理     

Building a next generation Internet with source address validation architecture

The IP packet forwarding of current Internet is mainly destination based. In the forwarding process, the source IP address is not checked in most cases.This causes serious security, management and accounting problems. Based on the drastically increased IPv6 address space, a ＂source address validation architecture＂ （SAVA） is proposed in this paper, which can guarantee that every packet received and forwarded holds an authenticated source IP address. The design goals of the architecture are lightweight, loose coupling, ＂multi-fence support＂ and incremental deployment. This paper discusses the design and implementation for the architecture, including inter-AS, intra-AS and local subnet. The performance and scalability of SAVA are described. This architecture is deployed into the CNGI-CERNET2 infrastructure a large-scale native IPv6 backbone network of the China Next Generation Internet project. We believe that the SAVA will help the transition to a new, more secure and dependable Internet.     

一种新的Web集群请求调度模式与体系结构

分析了网络及Web应用的发展对Web集群请求调度提出的新要求,在此基础上提出了一种基于文档组织分布的新请求调度模式.针对该请求调度模式的特点,提出了一种分布调度、分布路由的Web集群体系结构,该结构结合了多分配器集群和分布式集群的优点,能保证系统的可扩展性,并能有效减少集群内的通信开销和消除单点故障.     

软件定义车联网的数据转发机制

针对现有车联网（VANET）中数据转发效率低的问题,提出了软件定义网络（SDN）的数据转发机制。首先,设计了软件定义车联网的分层次网络模型,该模型由局部控制器和车辆组成,实现控制与数据转发分离,具有可扩展性、独行性等特点;其次,设计了车辆路由转发机制,该机制采用动态规划和二分搜索的方法,以实现高效的数据转发;最后,通过仿真验证,对比无线自组网按需平面距离向量路由（AODV）、目的节点序列距离矢量路由（DSDV）、动态源路由（DSR）和最优链路状态路由（OLSR）算法,所提的数据转发机制在传递成功比上提高大约100%,而端到端延迟时间降低大约20%。实验结果表明,软件定义车联网的数据转发机制能够提高路由转发效率、减小延迟。     

高速网络路由器IP报文转发技术的研究与实现

随着Internet的迅猛发展,高性能网络路由器在新一代高速IP网络中发挥着巨大的作用。而制约高性能网络路由器性能的瓶颈之一是IP报文的转发速度。针对当前先进的路由器体系结构,介绍了一种快速IP报文转发部件的设计方法及实现。     

基于集群的可伸缩网络服务体系结构研究与实现*

在分析现在和将来网络服务需求的基础上, 提出基于集群的可伸缩网络服务体系结构Linux Virtual Server, 分为负载调度器、服务器池和后端存储三层结构。负载调度器采用IP 负载均衡技术和基于内容请求分发技术。LVS 集群提供了负载平衡、可伸缩性和高可用性, 可以应用于建立很多可伸缩网络服务。进而提出地理分布的LVS 集群系统, 可节约网络带宽, 改善网络服务质量, 具有良好的抗灾害性。