若干负载均衡技术的研究

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1、ResearchofSomeLoadBalancingTechnologyPresentedbyXiLiuSupervisedbyAssociateProfessorChongjunWangAthesissubmittedtotheGraduateSchoolofNanjingUniversityfortheDegreeofMasterDepartmentofComputerScienceandTechnologyNanjingUniversityNanjing，May2011南京大学硕士研究生毕业论文摘要fIMIEflMIIIIIHHIJII

2、IY2373211负载均衡是服务器集群化中最为重要的环节，与负载均衡技术发展早期相比，现代负载均衡所面临的外部环境发生了许多变化，其中最为重要的两个变化是：1)计算机处理器从单核变为多核；2)云计算与虚拟化概念成为流行。相比于传统的单进程负载均衡架构，在多核环境中多进程架构可以充分利用处理器的并行处理能力以提高系统的整体性能；在云计算环境中，负载均衡不再管理固定的物理机器，而转为管理云中的虚拟机，这使得实现弹性负载均衡资源管理成为可能。本文专注于多核环境与云计算环境下的负载均衡问题，对现代负载均衡技术进行了研究。本论文主要工作如下：1)结合业界

3、解决方案，介绍负载均衡主要概念及关键技术。2)针对多核环境中多进程负载均衡会话表同步问题，面向Linux内核，基于hash化管理内核网络数据包传递的思想，提出了一种无锁的多进程负载均衡架构。实验表明，本方法提高了多核环境下负载均衡系统的效率。相比较于传统的共享内存解决方案，本文提出的方法性能更好、适用性更强。3)针对云计算环境下负载均衡管理的虚拟机可以被动态申请和释放的特点，基于根据历史负载预分配虚拟机的思想，提出了基于预测的弹性负载均衡资源管理算法。实验表明，随着网络负载的变动，本算法做出的申请、释放资源判断相比较于传统的弹性资源管理算法更为

4、合理。4)将无锁的多进程负载均衡解决方法与弹性负载均衡算法集成到一个负载均衡系统中，有效的提高了该系统的性能，弥补了云计算环境下负载均衡系统功能的缺失。关链字：负载均衡，多核，Linuxl为核，无锁，云计算，虚拟机，弹性负载均衡南京大学硕士研究生毕业论文AbstractLoadBalancingisthemostimportantpartofaservercluster．Comparedwiththeearlierdays，theexternalenvironmentthattheloadbalancingtechnologyfaceschan

5、gesalot．Andtherearetwomostimportantchanges，firstly，thearchitectureofcomputerprocessorchangesfromsinglecoretomultiplecores；secondly，theconceptofcloudcomputingandvirtualizationbecomemoreandmorepopular．Inmulti。coreenvironments，theloadbalancingdeviceCanrunmultiplebutphysicallypa

6、ralleledload．．balancingprocessestoincreasetheoverallperformance．Inthecloudcomputingenvironments，theloadbalancingdevicemanagesvirtualmachinesincloudinsteadofphysicalmachines，whichmakeselasticloadbalancingpossible．Thispaperfocusesontheloadbalancinginmulti-coreenvironmentandinc

7、loudcomputingenvironment．Themaincontributionsofthispaperarelistedbelow：1)Wereviewthekeyconceptsandtechnologiesofloadbalancingappliedinindustrysolutions．21BymodifyingLinuxkemel，weproposeandimplementalock_freemulti．processingloadbalancingsolution．Experimentsdemonstratethatthep

8、roposedsolutionisabletoimprovetheoverallperformanceofloadbalancingsysteminm