基于nginx的服务器负载均衡器实现

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1、开题报告毕业设计题目:基于nginx的服务器负载均衡器实现11本科毕业论文(设计)开题报告班级姓名论文题目基于nginx的服务器负载均衡器实现目录：一、选题背景及意义二、国内外研究现状三、拟解决的主要问题四、总体研究思路五、实验环境搭建和测试六、预期研究成果七、研究工作计划参考文献成绩:答辩意见答辩组长签名:年月日系主任审核意见签名:年月日11一、选题的背景及意义Intnet的规模每一百天就会增长一倍，客户希望获得7*24的不间断可用性及较快的系统反应时间，而不愿屡次看到某个站点“servertoobusy”及频繁的

2、系统故障。但随着互联网用户数目迅速扩容，并发访问人数不断增加，服务器负载越来越重，常常造成超负荷运载。目前，超负荷服务器提供服务时暴露出了以下问题：[1](1)服务器的服务能力远远不能满足用户实际需求。虽然各个厂商的服务器性能逐步提高，处理芯片不断升级，内存、硬盘不断扩容，但仍然无法满足急剧膨胀的用户访问需求。长远来看，单纯的硬件升级决不是根本的解决方法。(2)服务器可靠性无法保证。服务器本身的软件、硬件和网络连接等问题理论上都有可能造成服务器出现相关各种故障。因此，在故障恢复前，用户会在一段时间内得不到应有的服务，

3、对于一些要求高可靠性的网络系统而言是致命的缺点，因此带来的危害后果十分严重。(3)服务响应时间长，延迟大，无法满足用户需求。服务器忙时反应能力下降，会造成用户端连接速度缓慢、延迟增加，即使服务器相对正常，由于服务器繁忙造成的拥塞同样会影响对用户的服务。(4)存在服务器单点故障。随着用户访问量的增加，服务器负担将不断增加，很容易造成服务器崩溃而停止服务，这对许多实时性要求高的网络服务将是致命打击。在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，势必造成现有资源的浪费，而且如果面临下一次业务量的提升，又将导致再一次硬件升

4、级的高额成本投入，因此即使性能再卓越的设备也不能满足当前业务量需求的快速发展。于是，负载技术应运而生[2]。负载均衡（loadbalance）技术是建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价、有效、透明的方法用于扩展网络设备和服务器的带宽，同时增加系统吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。其核心思想是采用增加同时工作的服务器数量的方法，根据当前服务器的负载情况，将到达的大量用户请求合理分配到不同的服务器上进行处理，以减轻单个服务器的处理负担，从而极大地提高服务器性能，使资源得到最大效率的利用[3]。1

5、1二、国内外研究现状负载均衡从不同角度可以分为三类，第一类是软件／硬件的负载均衡技术。软件负载均衡技术就是利用现有的服务器资源，通过编写软件实现服务器负载均衡。[4]与硬件负载均衡相比，是一种充分利用现有资源、能够节约资金、负载均衡措施灵活、现实有效的方法；基于硬件的负载均衡，即将负载均衡功能形成专门的硬件。所有服务器通过该硬件来提供对外服务。但负载均衡器容易成为外部用户访问数据中心的瓶颈，而且硬件设备价格昂贵[5]。负载均衡从其应用的地理结构上，分为本地负载均衡和全局负载均衡。本地负载均衡是指对本地的服务器群做负载

6、均衡，全局负载均衡是指在不同地理位置、有不同网络结构的服务器群间做负载均衡[6]。从算法上主要分为静态负载均衡算法和动态负载均衡算法。静态负载均衡算法是利用事先知道的应用问题的众多特征（如任务大小、任务间通信量、个服务器处理性能）进行负载分配分，力图达到一个全局最有或接近最优的效果[7]。静态负载均衡算法主要包括轮转调度算法[8]、加权轮转调度算法[9]、目的地址散列[10]、源地址散列[11]等。但由于静态负载均衡算法事先确定了分发策略，算法在执行任务的过程中，分发策略并不随着外部环境的变化而改变。而网络上任务的到

7、达时间、到达的数量多少都是未知的，因此服务器的执行具有盲目性。当一台服务器任务过多时，未执行的任务只能排队等候，而不会被转移到其他的可能空闲的服务器上。这就会出现一台服务器忙碌而其他服务器空闲的情况，服务器的性嫩归咎会有所下降，也造成了资源浪费。这种算法的优点是不会产生额外的开销[12]。动态负载均衡算法考虑到了服务器实时的负载和响应情况看，不断调整服务器处理请求的比例，以此来避免服务器超载是依然能收到大量请求，从而提高了整个系统的吞吐率。相比于静态负载均衡算法，这种算法更灵活，更有效[13]。由于集群系统运行一段时

8、间后，各台服务器的负载状况会与调度器上记录的负载量产生一定的偏移，因此需要通过周期性的负载信息查询来修正调度器上的记录。这种“查询—修正—任务分配—查询”11的机制我们称为动态反馈机制。由于动态反馈机制需要额外的系统开销，所以对于每一个服务请求，我们不可能都进行一次负载信息查询，因此只能在每个周期时间间隔做一次节点信息查询。动态负载均衡算法主要