开题报告-web应用服务器自适应集群管理系统的设计与实现

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1、软件研究所硕士研究生开题报告暨中期考核表研究半姓名章辉导师姓名黄涛学号200728015029009学科专业计算机软件与理论所在部门软件工程技术中心拟定学位论文题目Web应用服务器自适应集群管理系统的设计与实现已完成总学分：33分，其中：公共学位课7分，专业学位课12分，非学位课14分。一、选题的依据和意义Web应用服务器是Webih算环境下为事务性Web应用提供一系列运行时服务的中间件系统。它口产纶以来就得到了工业界和学术界的普遍关注。国际上许多著名的开源组织和计算机公司都进行了大量的研发工作，推出了各自的产品和系统，如TomcatJBoss>GlassfishWebsphe

2、reWcblogic等。随着计算机的普及和网络技术的发展，Internet上的Web应用和HTTP请求的爆炸性增长，使得Web应用服务器经常谢临超载的问题。集群技术被认为是解决这一问题的冇效手段。集群是一种并行或分布式处理系统，由很多连接在一起的独立计算机组成，像一个单独集成的计算资源-•样协同T作。将系统组成集群，通过提供负载均衡、失效恢复等功能，能使系统具备高性能、高可用性和高可扩展性。由于集群系统的性价比较高，可扩展性较好，越来越多的集群系统取代了传统超级并行计算机來完成人规模计算任务，如分析金融模式，模拟物理过程，分析大规模数据。U前，拥有上百个节点的集群已经很常见了，

3、不少公司还构建了超过1(),()()()个节点的集群，如Google,Microsoft,Yahoo以及许多国防实验室。有人预计，在不久的将來，拥有100,00()甚至更多节点的集群将会出现。与单台计算机不一样，集群的配置和管理会涉及到每个节点，过程繁琐、复杂而冃容易出错。因此，可伸缩管理能力和自我组织能力已成为构建大规模动态分布式应用的一个迫切需求。本论文主要研究Web应用服务器H适应集群管理系统，以简化集群系统的配置、管理和维护。二、国内外研究状况分析集群管理是集群技术研究的一个热点。集群管理主要涉及队列管理、主机管理、资源管理、作业管理以及策略管理[1]。其屮，策略乂分为

4、资源利用策略和调度策略。由于本论文主要关注Web应用服务器用于处理HTTP请求的场景，因此，我们不关注作业管理。另外，资源管理已由以系统为屮心(system-centric)的管理方式逐渐向以用八为屮心(user-centric)的管理方式方向发展，而基于策略的资源管理只是资源管理的一种。因此，根据被管理的对象，我们将Web应用服务器集群管理分为三类：节点管理、资源管理和调度策略管理。1.节点管理Web应用服务器集群管理系统主要提供了两种重要的不同类型的服务：计算服务和管理服务。前一种服务主要是处理HTTP请求，后一•种服务涉及集群监控、配逍、调度等任务。在集群中，一个节点可能

5、既运行计算服务，又运行管理服务。此外，节点的异构性以及计算能力的差异性也增加了集群管理的复杂度。因此，如何有效的管理集群节点是集群管理的一个重要内容。根据管理考的数U及具相互关系，集群系统节点的管理模式主要有以下三种，如所示：1)集中式模式一一即由一个单独的管理者节点来管理整个系统。它使系统管理方便，口易于实现，但是，可扩展性较差，不适合于人规模集群。WeblogicApplicationServerCluster即采用了集中式模式进行管理。2)分散式模式一一即将系统分成若干个管理域，每个域有一个管理者，且各域的管理者地位等同。当需要另一个域的信息时，管理者通过与同级的系统通信

6、來获取相应信息，可扩展性好。Cooperation-OrientedHierarchicalAutonomicArchitecture(CHAA)[2]使用了分布式模式进行管理。3)分层式模式一一即将节点组织成一个层次结构。与分布式模式的区别在于，当需要另一个域的信息时，管理者是通过与管理者的管理者通信來获取相应信息，可扩展性较好。Adaptation-OrientedClusterMonitoringSystem(AOCMS)[3]使用了分层式模式Jit彳亍管理。2.资源管理资源通常是指完成任务所需要的CPU、存储器、外部设备、线程池、数据库连接等。合理的利用资源是发挥集群性

7、能的重要保证。Condor[4],LoadLeveler[5],LoadSharingFacility(LSF)[6],PortableBatchSystem(PBS)[7]以及SunGridEngine(SGE)[8]等集群资源管理系统都是采用以系统为中心的方式来管理集群资源，其目的在于提高系统的整体性能，如提高系统呑吐率和资源利用率，降低系统响应吋间。这些系统人都采用—•个主控节点來协调管理所有的资源，无法避免单点失效问题。此外，这些系统基本上没冇考虑用户QoS需求。随着集群计算和网格计