基于Linux集群系统负载均衡的研究和实现硕士论文.pdf

西安电子科技大学
硕士学位论文
基于Linux集群系统负载均衡的研究和实现
姓名:李宪武
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:张军英
20080101
摘要随着高性能计算、科学计算的深入发展,集群系统越来越受到重视。集群系统具有低成本、高性能的特性,提供了强大的批处理和并行计算能力,代表了高性能计算机发展的主流方向。如何提高集群系统的运行效率、可用性和易用性是集群计算领域的一个重要的课题。在该类系统中,通过提高硬件性能并不能完全满足用户复杂多样的要求,尤其是不能满足大规模科学计算和商业应用的要求,还需要对计算资源进行高效的管理。魑<合低橙砑幸桓鲋匾W成部分,主要的设计目标就是实现上述的需求。目前比较流行的集群管理系统,虽然具有较完善的基本管理能力,但还不能根据不同应用对软硬件资源的需求和偏好程度进行资源的动态调度,管理性能与适应能力还有待进一步提高。本文系统而深入地研究了集群系统中的负载均衡调度算法和资源管理优化技术,深刻分析了集群系统的模型结构。对现有的集群系统的负载均衡算法进行了新的改进,从而使集群的资源调度问题得到了很好的解决。同时设计并实现了基于台节点终端动态负载均衡备份的集群管理系统。由于新算法的引入本集群管理系统不但能在集群内部进行资源动态负载均衡调度,而且在不同集群之间的负载均衡调度也有很好的表现。实验表明本系统与传统的系统相比在吞吐量和平均响应关键词:集群集群管理系统负载均衡教集群管理系统延迟等方面均具有很好的优越性。
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丝盛日期逊:;:互本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。迦簀:￡独创性虼葱滦声明日期——竺堕三.￡关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名:本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿穆畚在解密后遵守此规定成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不导师签名:日期,、
第一章绪论引言状和集群系统的发展需求。集群技术作为世纪最重要的技术之一对科学计算和的整合资源,所有节点使用单一界面。但仅仅将工作站或机用网络互联,并不件的重要组成部分。集群管理系统可以根据用户的需求,统一管理和调度集群的学的自强高性能集群也都开发了自己的集群管理系统。但是这些研究都是基现方式各不相同,采用的界面多种多样,面对通用的或者专门的集群应用,它们均缺乏对多集群计算环境的有力支持。由于工程领域对计算能力需求的增长和分布式技术的发展,越来越多的高校本章对集群系统现有的技术做出了简要的介绍,分析了当前集群管理系统现高性能计算有着至关重要的作用。本文正是针对以上的问题进行了深入的分析和研究。集群是以网络技术连接起来的工作站或机的组合,它在工作中是一个统一能形成集群,还需要有管理这些机器的软件系统。集群管理系统就是集群系统软软硬件资源,保证用户作业公平合理地共享集群资源,提高系统资源利用率和吞吐率。近年来,国内外对集群管理系统的研究工作一直很活跃⑶也诵矶喙用和商业化的集群管理系统,国外公用的免费系统如瓹燃吧桃祷的公司的炔罚谏裢⑹锕庀盗屑合低骋约吧虾4于集群系统内部的,基于集群系统层次之上的研究才刚刚开始,现有比较有名的产品有公司年推出的系统等。这些管理系统实目前国内针对多集群系统的管理研究很少,仅有的几个研究也是刚刚开始。例如国家“奔苹С值摹爸泄彝项目开发了“织女星网格操作系统飧鋈砑梢允迪侄嗉褐渥饕档墓芾怼和科研机构都建立了高性能集群系统用于科学计算,甚至有些单位内部都有一个以上的集群系统,但是这些集群系统之间往往不能互相使用对方的计算资源,它们往往分布在不同的地理位置,组成集群的节点机在结构、配置和操作系统方面可能互不相同,而且出于各自处理的日常业务不同,使得各集群的可用性有很大差异。这就需要计算任务既要能在不同的平台上运行,又要动态分配计算任务,从而获得多个集群计算资源的最大可用率。一个完善的集群系统主要应该由两大部分组成:组成集群的硬件系统和使集、一,
群硬件设备协同工作的软件系统。正是由于这两个部分的紧密结合才使