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分布式系统负载均衡策略研究

作　者: 李登
导　师: 陈志刚
学　校: 中南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 分布式计算负载均衡动态负载均衡阈值 RMI
分类号: TP393.03
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 588次
引　用: 12次
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内容摘要

在计算机发展进入了网络计算的新阶段中，分布式系统已得到了越来越广泛的研究和应用。显然，未来对计算速度、系统可靠性和成本实效性的要求必将促使发展另外的计算机模型来替代传统的冯．诺依曼结构的计算机。由于分布式系统的并行性降低了处理的瓶颈，提供了更好的性能价格比，且具有在系统出现故障的情况下继续运行的潜力，因而分布式系统将具备更大的发展空间。而分布式系统的优化主要指的是负载均衡。虽然负载均衡研究至今已有近20年的研究历史，但由于负载均衡策略是NP完全问题，真正令人满意的实现系统并不多。本文首先讨论了分布式系统及分布式对象技术，然后分章节详细而全面地研究了负载均衡的算法和模型，研究了产生额外开销的原因，负载均衡策略研究中的困难。本文的创新之处首先是在于提出了信息中心调度策略，该策略是在广泛研究了目前典型的负载均衡策略诸如分散式、集中式、发送启动和接收启动的基础上，综合其优点，克服其缺点，具备较大的适用性和实用性，可以作为企业化产品开发的基础。其次，针对目前国内外的研究都集中在策略的提出上，对实现模型的研究比较少的情况，为此本文在综合各种负载均衡策略的基础上按照性能递增的顺序结合网络拓扑结构构建了链式模型、网状模型和链网模型这几种实现模型，并对其进行了系统的研究，对几种模型给出了各自相应的算法，并进行了评价，指出了这几种模型各自的优缺点及适用范围，分析了链网模型在动态负载均衡实现方面突出的优越性及高性能。这些模型以前面提及的策略为依据，将抽象的策略形象化，有助于进一步研究的借鉴。最后，不同于一般的并行分布式实验以PVM进行实验，本文中对信息中心调度策略实现模型是依托先进的Java RMI技术，将分布式理论和分布式实现技术有机的结合了起来，为后继的分布式理论产业化研究打下了基础。

全文目录

第一章概论  6-12
  §1．1 本文研究所应用的技术  6-9
    §1．1．1 分布式对象技术的产生  6
    §1．1．2 分布式对象技术与传统的面向对象的技术的不同  6-7
    §1．1．3 目前分布式对象技术的3种主流技木——COM、Java和COBRA  7-9
  §1．2 负载均衡概述  9-10
    §1．2．1 负载均衡产生原因及定义  9
    §1．2．2 负载均衡的分类  9-10
  §1．3 本课题主要研究内容  10-12
第二章分布式系统  12-21
  §2．1 分布式系统发展的推动因素  12-13
  §2．2 基本的计算机组织结构  13-14
  §2．3 定义分布式系统  14-17
    §2．3．1 几个常用的概念  14-16
    §2．3．2 本文采用的分布式系统定义  16-17
  §2．4 互连网络  17-21
第三章静态负载均衡  21-27
  §3．1 负载均衡的分类  21-22
  §3．2 静态负载均衡  22-25
    §3．2．1 处理器互连  23-25
    §3．2．2 任务划分  25
    §3．2．3 任务分配  25
  §3．3 不同调度模型综述  25-27
第四章动态负载均衡  27-35
  §4．1 动态负载均衡  27-29
    §4．1．1 动态负载均衡的组成要素  28-29
    §4．1．2 动态负载均衡算法  29
  §4．2 负载均衡使用的参数  29-31
    §4．2．1 系统大小  29
    §4．2．2 系统负载  29-30
    §4．2．3 系统交通强度  30
    §4．2．4 移植阈值  30
    §4．2．5 任务大小  30
    §4．2．6 管理成本  30
    §4．2．7 响应时间  30
    §4．2．8 负载均衡视界  30-31
    §4．2．9 资源要求  31
  §4．3 负载均衡中其他相关因素  31
  §4．4 负载均衡算法实例  31-35
    §4．4．1 直接算法  32
    §4．4．2 最近邻居算法  32-35
第五章动态负载信息中心均衡策略的提出  35-44
  §5．1 动态负载均衡基本步骤  35-37
    §5．1．1 负载信息收集  35
    §5．1．2 负载均衡决策  35-36
    §5．1．3 任务迁移  36-37
  §5．2 典型的动态负载均衡算法  37-38
  §5．3 水压模型  38-39
  §5．4 对负载的评估  39
  §5．5 针对负载均衡中额外开销的调度策略分类  39-40
    §5．5．1 负载信息无关调度策略  39-40
    §5．5．2 负载信息相关调度策略  40
  §5．6 信息中心负载均衡策略  40-44
    §5．6．1 定义  40-41
    §5．6．2 信息中心调度算法  41-42
    §5．6．3 信息中心负载均衡策略的特点  42-44
第六章动态负载均衡模型构建及实现技术  44-53
  §6．1 Java语言对模型的适用性  44
  §6．2 RMI工作原理简介  44-45
  §6．3 动态负载均衡实现模型  45-49
    §6．3．1 动态负载均衡中的链式模型  46-47
    §6．3．2 动态负载均衡中的网状模型  47-49
  §6．4 动态负载均衡中的链网模型  49-53
    §6．4．1 定义  49-50
    §6．4．2 链网模型均衡算法  50-51
    §6．4．3 链网模型性能分析  51-53
第七章工作总结与展望  53-57
  §7．1 工作的总结  53-55
  §7．2 今后的工作与前景展望  55-57
参考文献  57-62
致谢  62

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