摘要：文中提出了一種新穎的異構(gòu)服務(wù)器負(fù)載均衡方法，在傳統(tǒng)的均衡系統(tǒng)吞吐量的基礎(chǔ)上，考慮到各服務(wù)器的處理能力，通過(guò)加入服務(wù)器處理能力權(quán)重和概率選擇向量，對(duì)每一個(gè)到來(lái)的請(qǐng)求計(jì)算其概率向量進(jìn)行任務(wù)分配。這種方法從理論上分析應(yīng)能解決系統(tǒng)調(diào)度方面資源的耗費(fèi)最小的問(wèn)題，對(duì)不同性能的服務(wù)器最大可能的保持負(fù)載平衡，并且使客戶請(qǐng)求在最短時(shí)間內(nèi)得到回復(fù)。而實(shí)驗(yàn)也表明，該方法是有效的。

關(guān)鍵詞：異構(gòu)服務(wù)器；負(fù)載均衡；服務(wù)器處理能力權(quán)重；概率選擇向量；系統(tǒng)調(diào)度

中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）10-2367-04

1 概述

在網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的過(guò)程中，每年網(wǎng)絡(luò)的用戶不斷遞增，造成一些網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的要求也隨之提高，數(shù)據(jù)庫(kù)日訪問(wèn)量的不斷遞增，給服務(wù)器的處理能力要求也帶來(lái)了同步的增長(zhǎng)需求。在這樣的情況下，如果按照傳統(tǒng)的硬件升級(jí)方法是不能滿足不斷增長(zhǎng)的需求的，而且面對(duì)業(yè)務(wù)量的不斷提升，硬件的升級(jí)會(huì)造成資源的浪費(fèi)和高額的成本投入。因此需要用軟件的方法來(lái)均衡網(wǎng)絡(luò)的信息流量，這就是目前比較流行的負(fù)載均衡方法。

負(fù)載均衡 [1]（Outbound Load Balancing）是通過(guò)人為的方法來(lái)簡(jiǎn)單有效的擴(kuò)大服務(wù)群體，增加服務(wù)器吞吐量和數(shù)據(jù)處理能力，或者通過(guò)擴(kuò)展設(shè)備來(lái)達(dá)到滿足數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng)的需求，它的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，是建立在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)之上，效果比較明顯。負(fù)載均衡的含義有兩個(gè)方面 [2]：首先是集群（clustering）技術(shù)，它是將到來(lái)的處理比較復(fù)雜耗時(shí)的負(fù)載分散到多臺(tái)處理器上進(jìn)行處理，然后匯總各處理器的處理結(jié)果，對(duì)外來(lái)說(shuō)整個(gè)系統(tǒng)的處理能力都得到了一個(gè)質(zhì)的提升。第二層含義就是；為了加快服務(wù)器對(duì)用戶的響應(yīng)速度，減少用戶等待時(shí)間，把到來(lái)的訪問(wèn)請(qǐng)求按照一定的算法分配到不同的節(jié)點(diǎn)上來(lái)處理，用以提高處理響應(yīng)速度的目的，這主要針對(duì)一些用戶響應(yīng)類的應(yīng)用服務(wù)器。

2 負(fù)載均衡算法

負(fù)載均衡算法是負(fù)載技術(shù)的調(diào)度算法，通過(guò)負(fù)載均衡算法將客戶端的請(qǐng)求分配給不同的服務(wù)器以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)信息均衡的目的。

3 改進(jìn)后的算法及仿真環(huán)境搭建

常用的負(fù)載均衡算法適用于服務(wù)器同構(gòu)情況下的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，對(duì)于異構(gòu)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)其使用性能在實(shí)際應(yīng)用中并不是很好，因此為了提高異構(gòu)系統(tǒng)服務(wù)器的性能，對(duì)常用的算法進(jìn)行改進(jìn)使之適應(yīng)在異構(gòu)情況下的應(yīng)用，提高服務(wù)器系統(tǒng)數(shù)據(jù)負(fù)載性能。

3.1 改進(jìn)后的負(fù)載均衡算法

對(duì)于改進(jìn)后的算法，從理論上分析應(yīng)能滿足在系統(tǒng)調(diào)度方面達(dá)到資源耗費(fèi)最小，不同性能的異構(gòu)服務(wù)器最大可能的保持負(fù)載平衡，并且使客戶請(qǐng)求盡量在最短時(shí)間內(nèi)得到回復(fù)。對(duì)于改進(jìn)后的算法可以利用仿真軟件進(jìn)行算法之間的對(duì)比來(lái)確認(rèn)改進(jìn)后的算法的有效性。

3.2 OPNET負(fù)載均衡算法仿真環(huán)境搭建

優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)工程工具 [5]（optimized network engineering tool，OPNET）是目前最常用的商用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件之一。該軟件對(duì)于進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)和分發(fā)系統(tǒng)的模擬與仿真實(shí)驗(yàn)有良好的效果，它可通過(guò)離散事件的仿真，分析模型或者算法來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)行為和性能，幫助客戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)性能的分析，網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建和網(wǎng)絡(luò)行為的管理。它涉及到網(wǎng)絡(luò)仿真的各個(gè)階段，如模型設(shè)計(jì)、仿真、數(shù)據(jù)搜集以及數(shù)據(jù)分析。

在仿真實(shí)驗(yàn)程序的整個(gè)調(diào)度流程中，把數(shù)據(jù)包重新修改地址分配給后臺(tái)服務(wù)器有一定的策略算法，這些算法用來(lái)保證請(qǐng)求數(shù)據(jù)包均衡分配給后臺(tái)服務(wù)器，其中我們的仿真實(shí)驗(yàn)中就加入了兩種分配算法，也就是常說(shuō)的負(fù)載均衡算法，通過(guò)對(duì)比pick-kx算法和pick-kw算法，來(lái)顯示修改算法的實(shí)用效果。

4VqP1w5GXxBnd554hM8oVvnCP5xml3cmU8RgX5rn9lvo= 實(shí)驗(yàn)與分析

針對(duì)以上搭建的仿真環(huán)境，本試驗(yàn)選擇仿真中的三臺(tái)服務(wù)器的負(fù)荷作為仿真統(tǒng)計(jì)量，同時(shí)利用OPNET Modeler特有組件對(duì)仿真結(jié)果可以比較的特點(diǎn)，將三臺(tái)服務(wù)器的仿真數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)一比較。因在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)配置的服務(wù)器處理能力不同，因此很方便看到算法比較的結(jié)果。

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