Адаптивные алгоритмы управления распределением нагрузки в многосерверных системах

• Автор: Калашников, Евгений Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Проблемы управления нагрузкой серверов в распределенных системах

1.1 Введение

1.2 Модель клиент-сервер

1.2.1 Клиенты и серверы

1.2.2 Трехзвенная клиент-серверная модель

1.2.3 Варианты реализации архитектуры клиент-сервер

1.2.4 Программное обеспечение в технологии клиент-сервер

1.3 Проблема управления нагрузкой серверов

1.4 Современные методы и средства балансировки нагрузки

1.4.1 ¥еЬ-сайты из нескольких серверов
1.4.2 Схемы распределения нагрузки во многомашинной системе
1.5 Алгоритмы балансировки нагрузки в промышленных
реализациях
1.5.1 Общие сведения об алгоритмах, используемых в балансировщиках нагрузки
1.5.2 Алгоритмы, используемые в аппаратных балансировщиках нагрузки.
1.5.3 Алгоритмы, используемые в программных балансировщиках нагрузки
1.6 Заключение
Глава 2. Обзор математических моделей балансировки нагрузки
2.1 Введение
2.2 Современные методы анализа и оптимизации производительности вычислительных систем
2.2.1 Оптимизация вычислительных систем и сетей с учетом
поступающей информации
2.2.2 «Нечувствительная» балансировка
2.2.3 Стохастический анализ влияния случайных задержек
2.2.4 Математическая модель в асимметричной серверной ферме
2.3 Статистика использования реальных вычислительных систем

2.3.1 Официальный сайт Мурманского Государственного
Технического Университета
2.3.2 КиноПоиск.ги
2.4 Адаптивные методы управления
2.5 Заключение
Глава 3. Модели для анализа алгоритма управления
3.1 Введение
3.2 Описание системы
3.3 Характеристики и параметры системы
3.4 Анализ системы при статических параметрах потока запросов

3.4.1 Комплексная задача
3.4.2 Задача одновременного выбора параметров серверов и распределения входного потока
3.4.3 Задача распределения входного потока между серверами
3.4.4 Задача выбора производительности серверов
3.5 Анализ системы при стохастических параметрах потока
запросов
3.5.1 Краткое описание процедуры Кифера-Вольфовица
3.5.2 Задача распределения входного потока между серверами
3.5.3 Задача выбора параметров серверов
3.6 Заключение
Глава 4. Моделирование алгоритма управления. Применение результатов
4.1 Введение
4.2 Моделирующий комплекс
4.3 Алгоритм работы моделирующего комплекса
4.3.1 Генерация входного потока
4.3.2 Изменение настраиваемого параметра системы
4.3.3 Сбор статистики
4.4 Результаты работы моделирующего комплекса
4.4.1 Задача выбора производительности сервера
4.4.2 Задача распределения входного потока

сервера баз данных в систему избыточной надежности (redundant configuration). То есть, у нас будет дополнительная (или избыточная) машина, чьей единственной задачей будет взять на себя нагрузку в том случае, когда "упадет" основная машина. Такая система также называется "противоотказная" (fail-over), так как все операции переносятся с одной машины на другую только в случае в случае отказа первой.
1.4.2 Схемы распределения нагрузки во многомашинной системе
При конфигурации с одной машиной, на все TITTP-запросы всегда отвечает одна и та же машина. В конфигурации с несколькими машинами все схемы распределения нагрузки между ними используют маршрутизацию (routing), при которой каждый последующий HTTP-запрос передается на (потенциально) другую машину.
Существует несколько распространенных подходов в организации распределения нагрузки. Это:
• круговой DNS, когда для распределения нагрузки используется DNS-сервер
• аппаратное распределение нагрузки, когда используется прибор, схожий по своим функциям с маршрутизатором
• программное распределение нагрузки. Например, программа "TCP/IP Network Load Balancing" от Microsoft.
• смешанные схемы, когда используется комбинация аппаратных и программных средств
1.4.2.1 Круговой DNS
Круговой DNS - это самый простой способ перенаправления НТТР-запросов на несколько серверов. Любой DNS-сервер хранит пару "имя хоста/1Р-адрес" для каждой машины в определенном домене. Этот список выглядит примерно так: