网络负载均衡在Web服务器中的应用

网络负载均衡是一种动态均衡技术,也是提高网络可靠性、进行高性能计算以及实现网络负载合理均衡分配的关键技术,它能将工作负载在多个配置和性能相近的服务器间进行均衡分配,保证网络高效运行。服务器群集使得网络负载均衡能力得到极大改善,在Windows Server 2003中网络负载均衡功能易于操作实现。本文介绍了Windows Server 2003网络负载均衡技术在Web网站的应用案例。     

基于轮转周期的动态反馈负载均衡算法

网络管理系统中管理端逐步采用分布式集群构架,通过负载均衡算法调度客户端请求,并将客户端请求分配给多个事务节点进行并行处理。为进一步提高集群系统服务的性能,文中在研究以往负载均衡算法的基础上,提出了一种基于轮转周期的动态反馈负载均衡算法。该算法设计了一种基于剩余资源动态权值的节点剩余负载能力计算方法的动态反馈机制;并在动态反馈负载均衡算法的一个采样周期内引入轮转周期对客户端请求均衡分配。通过实验比较分析,该算法能获得更好的负载均衡效果。     

基于CoreOS面向负载整合的集群调度研究

CoreOS是基于Docker的新型容器化集群服务器操作系统,发展迅速,已经得到OpenStack、Kubernetes、Salesforce、Ebay等主流云服务商的支持,云环境中负载是动态的,相应的其资源需求是动态变化的,这给集群资源高效利用带来了挑战,静态预分配峰值资源的策略带来云端资源的巨大浪费,同时空转的计算浪费大量能耗.本文提出的面向负载整合的集群调度系统（简称LICSS）实时监控集群负载分布情况,调度时使用紧凑式调度策略分配计算节点,运行时利用任务迁移技术对负载进行动态整合,实现及时收集释放空转资源降低资源能耗浪费的目的.LICSS系统设计实现了节点负载度量、任务度量、负载整合算法,并测算出节点自适应负载阈值.实验表明,LICSS系统能够根据不同时段集群负载动态变化情况对负载进行有效整合,提高了12.2%的平均资源利用率,并且基于任务整合在低负载时段触发富余节点休眠降低集群能耗.     

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。     

基于负载权值的负载均衡算法

为解决服务器集群负载分配不均的问题,综合考虑节点负载和节点性能信息,提出了基于负载权值的动态反馈负载均衡算法。利用负载权值选择分配负载的节点集合,保证性能高的节点分配到较多的负载;引入负载差值计算节点分配负载的概率,使得负载的分布更加均匀;通过负载增量及负载修正保持系统的稳定性。使用OPNET仿真软件进行测试,结果表明该算法能有效提高负载均衡效率,有较好的负载均衡效果。     

基于DPDK并行通信的动态监控模型

为了更好地发挥通信系统的性能,充分利用系统节点的资源,提高系统的可靠性与稳定性,设计了一种基于DPDK并行通信的动态监控模型。该模型结合DPDK和通信系统的高速率、大流量、强实时性等特点,面向多节点备份、数据包与控制包分离、多网口并行收发数据包、多核并行处理数据包进行设计,分析了监控对象,研究了数据采集方法,设计了二层通信协议DMPD,并对网口进行了细粒度监控,给出了网口负载信息模型。另外,将散列函数、调整函数与动态负载信息结合起来设计了更有效、更公平的基于多网口的动态负载均衡算法。实验结果表明,该监控模型能够准确检测和及时处理系统出现的异常,并且实现了多网口的动态负载均衡。     

一种提高高性能服务器资源利用率的新方法

目前高性能服务器能够支持多种应用,但各种应用在同一段时间内对资源需求是不均衡的,致使高性能服务器的资源利用率较低。该文所提出的动态部署系统是一种提高基于InfiniBand 和SAN的高性能服务器资源利用的新方法。该动态部署系统通过构建虚拟服务器,改变服务器结点的计算特性,在各种应用中移动计算节点,从而合理分配服务器中闲置资源,提高资源利用率和应用的性能。对动态部署系统的基本概念、设计、功能实现、性能测试及其理论证明等进行了研究。     

一个基于网络并行计算环境的动态负载分配算法

网络并行计算系统具有大量的自主的计算资源,如何充分发挥它们的潜在性能,这正是负载平衡的研究内容。文中描述一个基于网络并行计算环境的动态负载分配算法,该算法能够根据系统的状态和任务之间的通信关系动态地分配系统中的负载,以实现系统的动态负载平衡。通过应用实例测试说明该算法在稳定性和性能上,优于稳定的发送者动自适应算法。     

分布式控制平面: 并行BGP路由计算自适应负载均衡算法

下一代互联网高度可扩展支持服务动态部署.越来越多延时和抖动敏感服务(如IPTV、VoIP等)的应用对BGP路由计算的性能提出了更高的需求.路由器采用分布式控制平面和实现并行BGP路由计算克服集中控制平面的性能瓶颈是解决这个问题的有效途径.但现有并行BGP路由计算方案因负载均衡性能差影响了系统的并行性能.文中基于Hashing技术提出了并行BGP路由计算自适应负载均衡模型.通过在线统计路由更新设计了自适应负载均衡算法P-AP(Prediction-based Adaptive Partition),自适应地动态调整路由更新在处理节点间的分配.最后设计和实现了原型系统,并利用Route Views 收集的BGP Update数据进行实验.实验结果表明,P-AP算法具有负载均衡性能好、负载调整频率小和路由计算加速性能好等特点,能够有效地提高并行BGP路由计算性能.     

基于动态负载均衡的分层式高速网络入侵检测模型

设计了一种新颖的适用于高速网络的分层式动态负载均衡入侵检测系统模型及相应的动态流量均衡算法。该模型采用两级分流结构,由均衡代理与探测器根据均衡算法配合完成流量的动态均衡分配;动态均衡算法通过对数据包的特征域做敞列运算,将其映射到某个探测器的接收区间内．并根据探测器的负载情况调节接收区间的宽度,合理分配各个探测器上的流量。性能分析和实验结果表明,该模型能够充分利用系统的计算资源,具有良好的动态流量均衡性能及高度的可扩展性,在高带宽环境中有较高的效率。     

基于动态权重的一致性哈希微服务负载均衡优化

随着互联网技术的发展,互联网服务器集群的负载能力正在面临着前所未有的挑战,实现合理的负载均衡策略尤为重要。为了使负载均衡达到最佳的效率,可以使用一致性哈希算法来对集群负载均衡系统进行负载分配。针对微服务架构的服务器集群场景,对该集群负载均衡的特性进行分析,提出一种基于虚拟节点的一致性哈希环的设计与分割方法及基于动态权值的分配策略,在一致性哈希算法的基础上,实现服务集群之间的负载转移,解决微服务集群中服务负载增多,导致服务之间负载不均衡的问题,防止其中某些服务因为负载压力过大,导致服务崩溃的问题。经实验表明,与传统的一致性哈希算法相比,改进后的负载均衡策略负载不均衡的概率是原来的31%;并且动态分配策略具有良好的负载均衡性能,有效地解决了微服务分布式架构的负载均衡问题。     

一种基于负载反馈的分布式数字集群动态负载均衡算法

针对传统负载均衡算法不能满足公网数字集群系统高并发用户请求和快速呼叫建立等需求,提出一种基于负载反馈的分布式数字集群动态负载均衡算法,实现公网数字集群系统负载均衡,提高用户容量。首先建立参与MCPTT服务器的静态负载和动态负载监控机制和指标;然后利用加权轮询算法为用户分配参与MCPTT服务器,并通过用户请求的处理获得复合负载参数;根据负载指标的反馈更新参与MCPTT服务器权值以动态调整服务器负载。仿真结果表明,该算法的负载均衡效果优于传统算法和其他动态反馈算法,负载均衡度更小、用户请求响应延迟更低。     

基于强挂起弱预测机制的负载均衡模型研究

大数据时代的快速发展和大数据战略的明确提出,使得Web服务器集群将面临更加复杂和严峻的负载挑战。传统的负载均衡算法存在着明显的局限性。提出了一种基于强挂起弱预测机制的负载均衡模型,该模型利用强挂起机制和基于层次分析的三次指数平滑预测算法进行负载均衡动态调度。实验结果表明该模型在系统瞬时性能异常、高并发和重负载交互情况下的负载均衡效果优于传统负载均衡算法。     

基于反馈的改进动态负载均衡策略

针对集群系统中的负载均衡问题,提出一种基于反馈的改进动态负载均衡策略。该策略结合周期反馈原理,将更新间隔分为若干个相等的子时间间隔,在每一个子时间间隔内引入一定的随机性来分发请求,同时利用排队论对集群系统的工作过程进行建模,获得该模型下系统性能的计算公式。仿真结果表明,与Aggressive LI策略相比,该策略能够以较小的计算开销获得与之相当的系统性能,且实现复杂度较小。     

A Competitive Analysis of Load Balancing Strategies for Parallel Ray Tracing

This paper examines the effectiveness of load balancing strategies for ray tracing on large parallel computer systems and cluster computers. Popular static load balancing strategies are shown to be inadequate for rendering complex images with contemporary ray tracing algorithms, and for rendering NTSC resolution images on 128 or more computers. Strategies based on image tiling are shown to be ineffective except on very small numbers of computers. A dynamic load balancing strategy, based on a diffusion model, is applied to a parallel Monte Carlo rendering system. The diffusive strategy is shown to remedy the defects of the static strategies. A hybrid strategy that combines static and dynamic approaches produces nearly optimal performance on a variety of images and computer systems. The theoretical results should be relevant to other rendering and image processing applications.     

Experimental evaluation of distributed load balancing implementations

The evaluation of load balancing algorithms for use in general-purpose distributed systems has traditionally been carried out by discrete event simulation. This paper describes a testbed which supports the artificial creation of workload and the measurement of performance for load balancing algorithm implementations based on job migration in a small distributed system. Nine load balancing algorithms are implemented and evaluated under a range of environmental conditions. The experimental results confirm the effectiveness of load balancing and indicate the superiority of the centralised non-adaptive and distributed adaptive approaches. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

对象存储系统中自适应的元数据负载均衡机制

面向对象的存储系统在研究、工程以及服务领域均得到了广泛的应用.在面向对象的存储系统中,元数据的负载均衡对于提高整个系统的I/O性能具有重要的作用.现有的元数据负载均衡策略不能动态地平衡元数据的访问负载,而且自适应性以及容错特性有待提高.提出了一种自适应的分布式元数据负载均衡机制(adaptabledistributed load balancing of metadata,简称ADMLB),包含基本的负载均衡算法和分布式的增量负载均衡算法.采用基本的负载均衡算法按照服务器的性能公平地分布负载,使用分布式的负载均衡算法定时地调整负载的分布.ADMLB采取分布式的方法均衡地在元数据服务器之间分布负载,根据负载的变化自适应地进行调整,具有很好的容错特性,而且用户可以高效地定位元数据服务器.     

基于实时性能动态反馈的负载均衡算法

通过分析与研究当前Web服务器集群的负载均衡技术和调度算法,提出了一种新的基于实时性能动态反馈的负载均衡算法设计,算法引入了请求量化方法、实时性能指标和准入控制机制,实验结果表明本算法具有较好的低响应延迟和高吞吐率性能。     

一种基于网络地址转换的负载均衡算法

本文探讨集群服务器使用的负载均衡技术及负载分配的策略,并将网络地址转换应用于VOD集群,将负载分给多个服务器分担,以解决VOD集群服务器面临的大量并发访问造成的CPU或I/O的高负载问题。为了达到最佳的负载均衡效果,负载均衡器需要根据各个服务器的当前CPU和I/O状态来分配负载,这就需要动态监视服务器的负载,并应用优化的负载分配策略,达到平均分配负载的目的。