服务器集群系统请求调度与高可用性研究

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1、摘要摘要随着多媒体技术和计算机网络的迅猛发展，对服务器的请求也大量增加。这迫切需要高性能、高可用性和高性价比的Web服务器系统。服务器集群技术正是目前解决服务器超载和提供高服务器性能的一种有效手段。服务器集群就是由多台计算机通过高速网络连接而成的系统，集群系统性价比高，具有良好的扩展性和容错性等，因此获得了广泛的应用。本文在介绍了服务器集群系统的概念、分类、数据共享方式和各种服务器集群的特点后，对集群系统负载均衡和高可用性问题进行了研究。首先将负载均衡与WebQoS控制结合，对已有的启发式算法进

2、行改进和优化，提出了新的基于QoS控制的负载均衡启发式算法。接着建立基于目标规划的异构服务器集群系统请求调度模型。对请求按其自身性质进行分类，再将服务器本身的性能作为约束条件，并把请求丢失率最小和具有不同能力的服务器处理不同数目的请求作为目标，建立目标规划模型，通过模型求解来解决请求调度问题。仿真结果验证了模型的有效性，模型算法既能让服务器处理能力得到较好发挥，又满足了请求响应时间的要求，使整个服务器集群的处理能力得到较大提高。本文还对主／从和主／主双机热备系统的高可用性问题进行了研究，提出了一

3、种服务器集群系统状态管理模型，并建立了基于Markov过程的双机热备服务器集群系统可用性模型，得到了由单台服务器的可用性推算双机热备服务器集群系统可用性的量化关系。最后用仿真实验验证了模型的有效性。关键字：服务器集群负载均衡高可用性QoS控制目标规划Markov过程ABSTRACTWiththedevelopmentofmultimediatechnologyandInternet，requeststotheserverincrease．Therefore，webserversystemswhi

4、chhavehighperformance，highavailabilityandhighcost—effective，areurgentlyneeded．Technologyofserverclusteringistheeffectivemearlsofslovingtheproblemthatserversareoverloadingandprovidinghigh—performanceserver．Aserverclustersystemismadeupofanumberofcomput

5、ersthatareconnectedthroughhigh—speednetwork．Clustersystemshaveadvantagessuchascostperformance，goodscalabilityandfaulttoleranceandSOon，sotheyhavebeenwidelyused．Theconcept，classification，anddatasharingmethodsoftheserverclustersystemareintroducedinthisp

6、aper．Thecharacteristicsofeverykindserverclusterarealsostated．Afterthat，loadbalancingandhighlyavaliablityofserverclustersaredeeplyresearched．LoadbalancingandWebQoScontrolarecombinedatfirst．Theexistingheuristicalgorithmareimprovedandoptimized，andanewlo

7、adbalancingheuristicalgorithmbasedonW．ebQoScontrolispresented．ThenArequestdspatchingmodelofaserverclusterwithheterogeneitybasedongoalprogrammingisdeveloped．Therequestsareclassifiedaccordingtotheirnature．Thecapacitiesoftheserversaretheconstraints，andm

8、inimazingthelossrateofrequestsisassumedtobeagoal．Theproblemoftherequestsdispatchingofaserverclusterisreslovedbyslovingthegoalprogrammingmodel．Throughthesimulationanalysis，theresultsverifythevalidityofthealgorithrn．Theynotonlyallowtheserverstoperformb