一种基于系统实时负载的网络流量均衡方法

为了解决传统NAPI机制中单核网络处理的性能瓶颈问题,Google提出了Receive packet steering（RP$）,将接收到的网络流量均衡到多个CPU核上并行处理,从而提高网络吞吐量。但是,RPS只是一种静态均衡策略,不能充分利用系统资源。改进了RPS的流量均衡方法,提出了一种基于系统实时负载的网络流量均衡方法,综合考虑各CPu核的实时负载情况,动态地均衡网络流量。实验结果表明,该方法能够根据系统当前的各CPU核的负载情况动态地分配网络流量,因此能够更加有效地提高系统的网络吞吐量。     

集群文件服务系统中的负载均衡算法的研究

为解决目前集群文件服务系统中负载均衡算法的缺陷,充分考虑文件本身存在的差异,降低大文件分配到负载重的服务器上而造成负载失衡的可能性,避免频繁收集节点的负载信息造成大量额外的网络开销而降低系统吞吐量,提出了改进的负载均衡算法.该算法综合考虑文件负载量、服务器的硬件配置及其实时负载量,引入对上传文件大小和数量的计算,改变服务器负载量定时更新为定量更新.实验结果表明,该算法减少了客户的等待响应时间,提高了系统吞吐量,达到了良好的负载均衡.     

网络流量分析多机负载均衡系统设计

本文在调查了负载均衡集群系统相关背景知识和关键技术后,确定了网络流量分析中的多机负载均衡系统的功能需求,设计了网络流量分析多机负载均衡系统[1]。     

基于目标约束的分层动态负载均衡算法*

针对网格环境下的负载不均问题,提出了一种分层动态负载均衡机制,该机制采用随机服务模型描述网格任务流特性及其资源上的动态负载状态,将站点内负载平衡问题归结为目标约束规划问题。理论分析了分层负载均衡机制的有效性证明并设计了优化方案的求解算法,仿真实验结果显示,该分层负载均衡算法在平均响应时间、系统吞吐量方面优于以往的RBA算法和DBA算法。     

面向软件即服务的负载均衡策略建模与分析

为提高软件即服务（SaaS）应用中资源的访问效率,提出支持SaaS服务重要特征的负载均衡策略。首先,结合SaaS服务的多租户和高度可伸缩两大特性,提出一种基于租户请求分流、在局部和全局两个层次伸缩的负载均衡策略;其次,对所提出负载均衡策略用Petri网进行建模并仿真;最后,将提出的负载均衡策略与轮询（RR）、随机和改进的最小连接（ILCS）负载均衡算法在总体响应时间和总吞吐量两方面进行比较。实验结果表明：在请求速率达到500请求/秒后,所提策略的总体响应时间和总吞吐量趋于稳定并优于另外三种算法。     

基于蚁群算法的优化访问服务器资源路径的研究

目前网络的高速发展,网络资源十分丰富。但随着客户访问数量的不断增加,网络流量迅速增大,访问的拥堵和服务超载越来越明显。为了应对现状,负载均衡机制起到了关键作用,其中负载均衡策略十分重要。该文以访问WEB服务器为例,提出了基于蚁群的网络资源路径优化算法,可以增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。     

分布式文件系统的动态负载均衡算法

为了解决分布式文件系统的负载均衡问题,研究了多种负载均衡算法,分析各种算法的优缺点.综合了静态权重轮询算法和动态负载均衡算法两类算法的优点,提出一种自适应的综合动态负载均衡算法,它实现简单、降低了获取反馈信息的开销且不失实时性.经过试验比较,该算法能有效地降低平均响应时间和提高吞吐量,负载的分配更为均衡.     

基于机器学习的微服务负载均衡算法研究

随着云计算技术的不断发展，微服务体系结构受到了越来越多的关注。由于将大型应用程序分割成细粒度的单一服务在开发和维护方面较为方便，许多大型应用程序已经从单体结构发展为微服务体系结构。在微服务架构中，为了提高微服务的可用性，通常采用集群结构的方式部署微服务实例。针对微服务集群中服务器节点随着任务数量的增加而出现负载不均衡的问题，提出了一种基于Xgboost(Extreme Gradient Boosting)的最短预测响应时间负载均衡算法(Shortest Predictive Response Time, SPRT)。首先选取影响任务响应时间的特征参数，然后使用集成学习预测新任务的响应时间，最终将任务分配给预测响应时间最短的服务器节点，以达到服务器节点之间负载均衡的目的。结果表明，相比其他负载算法，所提负载均衡算法在吞吐量、截止率和平均响应时间上都有一定的提升，而且更适用于高并发环境下的微服务集群。     

面向并行网络流量分类的负载均衡算法

为了解决高速网络流量分类系统的性能瓶颈问题,提出了一种并行网络流量分类系统负载均衡算法。该算法由静态预分配和动态自适应调整两部分组成,采用基于Hash流表实现负载的静态预分配,根据处理节点的动态反馈对Hash流表进行重映射。通过实验和静态Hash算法以及SHI算法进行了对比,实验结果表明,该算法负载均衡度好、丢包率小、流重映射率低,能够满足并行网络流量分类系统负载均衡的要求。     

多路径负载均衡性能仿真分析

在网络拥塞条件下进行大数据量的文件传输时,单一传输路径会导致较长的文件下载响应时间.在计算机网络仿真平台上,设计了开放式最短路径优先(OSPF)多路径负载均衡算法,得到了文件下载响应时间及链路吞吐量等网络性能参数.仿真表明:网络层采用多路径负载均衡技术的路由协议,可以优化网络资源利用率;传输层采用用户数据报协议(UDP),则可以进一步降低文件下载响应时间,提高网络性能.     

多解空间N元非合作性流量切割调度算法研究

给出了包交换网络基于多约束限制的多级并行调度和流量均衡体系模型，根据单节点路由调度任务的非合作性在极小碎片线性映射的假定条件下推导出了路由空间切割调度算法和量化公式，在节点上实现了IP包头重组的并行化计算。实验结果表明，通过量增大、利用率提升，网络在整个路由空间里有良好的时间响应特性。     

无线应用场景下基于IPsec VPN的研究与实现

随着无线局域网日益发展,无线网的安全问题倍受人们的关注。同时因特网的安全协议IPsec技术已相当成熟,将IPsec技术延伸到无线网络部分,以确保无线局域网的安全,这也是一种较好的解决方案。文中在扼要介绍虚拟专用网VPN安全机制的基础上,研究和分析了IPsec协议族的主要技术;在分析简化IPsec协议的基础上,结合具体常见的无线应用场景和IKEv2的密钥管理新技术来实现IPsec VPN;同时重点分析了无线场景下IPsec安全隧道建立的过程和协议中对数据包的处理流程;最后,指出了无线网络技术的应用前景和未来IPsec的研究方向。     

MPLS VPN技术在WLAN接入分组域中的应用与研究

以WLAN为代表的无线局域网技术,已成为蜂窝网络数据流量的有效分流手段.通过WLAN访问运营商的分组域业务以成为研究的热点.MPLS VPN为利用多协议标签交换技术组建的虚拟专用网,管理维护简单,安全性高且支持QoS和流量工程.负载均衡是MPLS流量工程的一项重要应用,本文通过MPLS VPN在WLAN接入分组域组网中的应用,给出了VPN的组网方式,同时提出了基于多LSP的网络优化方案,建立了相应的优化模型并研究了在实际网络中流量分配的方式.     

支持交叉认证与状态检测的IPsec-VPN设计

IPsec是为VPN制定的一组IP层安全协议，但随着应用的扩展和深入也出现了一些新的问题。文章将公钥基础设施PKI引入其中，结合ECC公钥技术，并增加了交叉认证接口设计，提出了一个基于改进的PKI体系的增强型IPsec VPN安全网关原型系统；同时对DPD协议进行了研究，设计并实现了对DPD的支持，从而有效弥补了现有IPsec VPN在身份认证和状态检测方面的缺陷，提高了VPN的安全性、可扩展性和健壮性。最后给出了一个基于Linux2.6内核的设计方案。     

面向IPsec安全策略的VPN性能评估模型

IPsec安全策略复杂的语义增加了IPsec VPN性能分析的难度,为了解决IPsec VPN性能分析过程中缺乏框架结构而无法保证评估有效性的问题,提出了基于IPsec安全策略的VPN性能评估模型。模型构建了可扩展的虚拟VPN环境,通过维护IPsec安全策略提高VPN性能的可控性,利用多线程并发控制实现数据的并行统计。最后通过实验验证了模型在VPN性能评估中的可靠性和可用性。     

Transparent VPN failure recovery with virtualization

Cloud computing is widely used to provide today’s Internet services. Since its service scope is being extended to a wide range of business applications, the security of network communications between clients and clouds are becoming important. Several cloud vendors support virtual private networks (VPNs) for connecting their clouds. Unfortunately, cloud services become unavailable when a VPN failure occurred in a VPN gateway or networks. We propose a transparent VPN failure recovery scheme that can hide VPN failures from users and operating systems (OSs). This scheme transparently recovers from VPN failures by establishing VPN connections in a virtualization layer. When a VPN failure occurs, a client virtual machine monitor (VMM) automatically reconnects to an available VPN gateway which is geographically distributed and connected via leased lines in clouds. IP address changes are hidden from client OSs and servers via a packet relay system implemented by a relay client in the client VMM and a relay server. We implemented a prototype system based on BitVisor, a small client VMM supporting IPsec VPN, and evaluated the prototype system in a wide-area distributed Internet environment in Japan. Experimental results show that our scheme can maintain TCP connections on VPN failures, and performance overhead with the virtualization layer is around 0.6 ms to latency and 8%-30% to throughput.     

Linux下IPsec的实现

IPsec作为网络层的安全协议套件,是实现VPN的重要途径。在Linux系统下通过对网络部分代码的修改,可便捷地实现IPsec协议。该文结合笔者在Linux系统下实现IPsec的实践,描述了IPsec系统的基本结构和实现过程。