集中式动态负载均衡算法的研究.pdf

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1、2011年11月西安石油大学学报(自然科学版)NOV．2011第26卷第6期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．26No．6文章编号：1673-064X(2011)06-0102-03集中式动态负载均衡算法的研究王魁生，符予(西安石油大学计算机学院，陕西西安710065)摘要：目前的负载均衡算法中难以探测节点终端的实际负载，导致难以有效地满足负载均衡集群系统实时需求．通过分析集群系统中的资源管理优化技术和负载均衡调度算法，对集群系统的模型

2、结构进行了分析，提出了一种改进的集群系统的负载均衡算法，该算法较好地解决了集群的资源调度问题．关键词：负载均衡算法；Linux集群管理；资源调度中图分类号：TP393．03文献标识码：A当前，随着高性能计算的深入发展，集群系统也方面的因素．当前的均衡算法包括动态和静态两愈加受到人们的重视．一些流行的集群管理系统虽种。对于静态负载均衡算法而言，其决策来源于系统然实现了对于资源的管理能力，但仍然无法做到针的先验知识，由于算法对当前节点状态并不加以考对不同的应用，实现动态软硬件资源的合理调度，其虑，忽略了系统的当时状态

3、，导致了决策的准确率适应能力与管理性能还有待进一步优化和提高．低。动态负载均衡算法遵循以下的原理，即根据当前的负载情况，集群系统中节点终端动态地调整各个1负载均衡算法的分析与改进节点的负载，目的是将重载节点终端上的任务通过创新分配，传递给轻载节点终端，以使系统的资源利1．1负载均衡技术概述用率得到提升．动态负载均衡算法首先需要收集终由于涉及海量数据的应用越来越多，分布式计端间负载信息；还需要在此基础上进行决策；最后进算对计算机性能提出了新的挑战，也使集群系统面行系统任务的迁移．显然，这些操作过程均为系统增临着需要

4、更加优化的资源调度问题．集群系统的负加了开销．在实际应用中，在节点终端负载信息的获载均衡机制的含义包括2个方面J：一是大量的数取不及时的情况下，无法实现任务的迁移，甚至会导据流量或并发访问被多台终端节点进行分担处理，致节点终端的崩溃．用户等待响应的时间被显著降低；二是以多台节点结合以上的分析，可见在目前的均衡算法中，难设备通过并行处理去分担单个重负载的运算，将每以探测节点终端的实际负载，导致难以有效地满足个节点处理结果汇总，从而大幅度提高系统处理负载均衡集群系统实时需求，基于这种不足，本文提能力．出了一种集中式动

5、态负载均衡算法．1．2现有算法的问题1．3集中式动态负载均衡算法在集群系统中，为实现任务分配，需要综合考虑集中式动态负载均衡算法的思想是将集群管理负载均衡、通信代价、系统总效率以及等待时间等多中的负载任务调度策略分为以下2个步骤]，如收稿日期：2011-04．10基金项目：陕西省科技攻关项目(编号：2009K08—34)作者简介：王魁生(1965一)，男，博士，教授，主要从事计算机支持协同方面的研究．E-mail：kshwang@xsyu．edu．cn王魁生等：集中式动态负载均衡算法的研究．—．——103．-——

6、图1所示计算相对应的适应值，以确定选择该个体的概率．选中个体置的概率Np(x)=F(X)／∑X．1．3．4个体的交换结合交换概率，随机地从群体中选出某个体上不同的2个字符，对其值进行交换．交换的结果即引起处于2个服务器上分配的任务数的交换，新的分配方案则由此产生．图3所示为其基本操作．图1集群管理中的负载任务调度策略的2个步骤Fig．1Twostepsofclusterloadschedulingstrategy步骤1：负载任务的初始调度．负载均衡器对来自客户端的任务请求的内容进行分析，并结合任务图3个体上两个不

7、同字符的交换节点映射表进行判别．假若此任务存在于某终端缓Fig．3Exchangeoftwochar_acters存，且该终端负载并不严重，就把此任务传输至该终端．2集中式动态负载均衡算法在Linux步骤2：负载任务的负载均衡．采用基于遗传算·集群管理系统中的实现法的负载均衡算法对客户端请求进行处理．该算法结合终端的具体负载状况，利用遗传算法将任务请在Linux环境下，集中式动态负载均衡算法的求分担到其他服务器节点，从而达到服务器节点的实现结构如图4所示．负载均衡目的．1．3．1算法的编码方法结合集群负载均衡的具

8、体情况，采用以下的编码方法：令个体均包含Ⅳ个字符，分别表示相关服务器节点需要进行预分配的任务数n【4J．由此可推得K=logM为每个字符的有⋯rr_{圆圆圆圆效位数(其中表示新到的任务数目)，因此Nk即为个体的有效位数．引入整型数组来表示每个个Ie面‘。‘’-=t：!强体，个体的相应字符的内容存储于数组中的每个元Aqc吣--．素之中．图2所示为其数据结构：图2编码数组的数