基于Linux虚拟服务器的负载均衡技术探讨

Internet业务量的激增和网络应用特殊化都使得负载均衡成为迫切需求。如何实现网络服务器负载均衡是一个急待解决的新课题。而LVS是一个具有良好的扩展性、高可靠性、高性能、高可用性的基于Linux系统的服务器集群,利用它可以较好解决这一问题。针对Linux虚拟服务器集群的负载均衡技术,探讨了其体系结构、工作方式、负载均衡算法,并以一简单的应用实例介绍了其具体实现。这样可以在很大程度上减轻网络的负载,提高网络的效率,是未来网络服务器技术的主要发展方向之一。     

基于访问特征负载预测的负载均衡算法

为了提高web集群负载均衡的效果，结合web服务用户访问静动态内容的特征，提出了一种基于访问特征负载预测的负载均衡算法。首先建立网络带宽负载和CPU、内存综合性能负载的小波包一支持向量机回归混合预测模型；然后根据用户请求的类型，结合负载预测的结果对任务进行分配和调度。仿真结果表明：与传统的基于负载预测的负载均衡算法相比，基于访问特征负载预测的负载均衡算法能达到更好的负载均衡效果，从而有效提高web集群的整体性能。     

基于集群技术的实时测控数据处理系统设计

为使实时测控系统满足未来多元化任务实时数据处理需求,设计了一个基于集群技术的实时测控数据处理系统。为解决集群系统的强实时性和高可用性问题,结合实时数据处理系统的特点,研究了实时集群体系结构、粒度划分和负载均衡方法。采用冗余部件、异常处理和向前恢复机制,消除了系统中的单一故障点;实现任务级粒度划分,优化了控制体系结构;采用基于任务分配表的动态负载均衡和人机交互管理相结合的方法,有效地解决了任务分配和故障迁移的实时性问题,提高了系统的可用性。     

动态路径分裂的虚拟网络重构算法

为了解决现有故障虚拟网络重构算法存在的故障虚拟链路恢复率较低、负载不均的问题,提出一种动态路径分裂的虚拟网络重构算法。该算法定义了重构排序函数以确定故障虚拟网络的重构顺序;同时,将动态路径分裂方法引入故障虚拟链路的恢复,以提高故障虚拟链路的恢复率;最后,结合就近原则与负载均衡进行故障虚拟节点的恢复,进一步优化映射的结果。仿真结果表明,所提算法提高了虚拟网络的请求接受率与成功运行率。     

一种基于多目标微粒群优化的虚拟网络映射方法

针对多个虚拟网络同时映射时资源统一优化分配的问题,提出了一种基于多目标微粒群优化的虚拟网络映射方法(MSC-VNE),提高底层网络资源利用率及全局负载均衡性能。建立了虚拟网络映射的多目标优化模型,将单个虚拟网络映射作为一个子群,并采用多子群协作优化的方法在子群映射时通过相互信息交换进行协同进化,最终达到全局资源的优化分配。仿真结果表明,与典型成果相比,提出的方法有效地提高了底层网络资源利用率和虚拟网络构建成功率。     

分布式异构集群中节点优先级调优算法

节点优先级常用于评价异构集群中节点的性能,因此节点优先级评价指标权重的选择非常重要。采用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)建立了节点优先级评价指标体系,计算得到各指标的初始权重,并使用BP神经网络对初始权重进行优化。训练时,BP网络输入为集群运行中采集的节点实时资源数据,输出为节点的优先级。分析网络训练完成后得到的权重矩阵可以获得各优先级评价指标的优化权重。实验表明,基于AHP和BP的节点优先级评价模型可以更加准确地分析节点性能。相比于Spark默认算法和权重未优化的对照算法,使用调优后的节点优先级可以有效提高集群性能。运行不同工作量的相同负载时,集群平均性能分别提高了16.64%和9.76%;处理相同工作量的不同负载时,集群的平均性能分别提高了12.49%和6.54%。     

基于流量均衡和跨层技术的星群路由算法

针对分布式星群网络业务通信QoS不高的问题,提出了一种基于流量均衡和跨层技术的分布式星群网络路由算法(TACA)。该算法首先通过跨层技术将物理层、MAC层的相关信息搜集起来,作为判断链路负载状况的依据;然后对不同类型的业务进行分类,根据链路负载状况和业务QoS级别选择不同的路由层次,从而均衡流量以提高QoS。仿真表明,该路由算法在一定程度上降低了星群的呼叫阻塞率和切换阻塞率,平衡了网络的负载,提高了网络吞吐量。     

一种面向完成时间与负载均衡的任务调度算法

公共计算环境作为新一代舰艇信息系统集成环境,具有统一架构、资源共用、可扩展等优点,是未来舰艇信息化发展的关键。公共计算环境本质是云环境,任务调度中的完成时间和负载均衡对公共计算环境的整体性能有重要影响。面向优化完成时间和负载均衡两个主要问题,采用了基于改进蚁群优化算法的任务调度算法和负载修正系数,融合非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)中快速非支配排序的方法进行多目标优化,生成最优解的Pareto前沿。使用CloudSim平台进行仿真模拟,实验结果表明,在负载均衡和完成时间目标上,提出的面向完成时间与负载均衡的蚁群算法(TL-ACO)与NSGA-Ⅱ相比性能更优异。     

军用无线多信道负载均衡模块的设计与实现

伴随武器装备信息化建设的不断深入,以无线战术电台构建的"初级战术互联网"上传输的业务信息流越来越大,从而对信道带宽的需求也越来越高,无线信道吞吐量成为制约整个网络性能的瓶颈。针对这一问题,提出一种军用无线多信道负载均衡模块的方法,在组网控制设备上建立业务信息流库,统一信道调度机制,以及采用基于ETT算法计算信道质量,最终来实现在多信道环境下的业务负载均衡,详细给出了模块处理流程和实现过程。实践表明该模块对提高"初级战术互联网"吞吐量有一定作用。     

均衡聚类市场拍卖机制的异构无人机集群任务规划方法

针对大规模异构无人机集群的全局任务规划问题,提出一种基于均衡聚类市场拍卖机制的任务规划方法。对无人机群协同合作完成任务的场景进行分析,综合任务聚类和无人机联盟的优势,建立了通用性较高的任务规划模型。考虑到对无人机群负载均衡的需求,融合和改进了K-means聚类算法和市场拍卖机制,形成一种综合考虑路程消耗和任务消耗的均衡聚类市场拍卖算法。在拍卖过程中引入平衡参数,通过计算旅行商问题来修正平衡参数,保证无人机群在负载均衡的同时整体成本不断降低。仿真结果表明,使用均衡聚类市场拍卖机制的任务规划方法能够在较短时间内完成异构无人机群的复杂任务规划,保证无人机群负载均衡的同时,整体成本和总时间上也有较好表现,具有一定的实际应用价值。     

服务器虚拟化技术在消防信息中心的应用

针对信息中心服务器数量增长过快引起的诸多问题,提出了基于Citrix XenServer虚拟软件构架虚拟服务器环境,并对原有服务器资源进行整合,将其应用到消防信息中心系统的服务器部署中。新方案明显的提高了服务器的利用率,并降低了硬件投资,有效地减少了运营和维护成本。     

基于Linux文件检索方法的改进研究

随着磁盘容量的急剧增大,文件系统的性能以及文件系统的效率会急剧下降,这是因为文件列表过于庞大,传统的文件系统在检索文件时采用的线性搜索方式带来的检索效率低下导致。对Linux虚拟文件系统进行深入剖析,阐述了VFS打开以及新建文件的机制,指出其存在的缺陷及问题。在Linux文件系统的基础上,参考暴雪游戏公司解决hash冲突的blizzard算法,提出一种通过在磁盘上建立文件目录项的哈希表来提高文件查找效率的方法。     

Waiting times for M/G/1 queues with service-time or delay-dependent server vacations

This article shows how to determine the stationary distribution of the virtual wait in M/G/1 queues with either one-at-a-time or exhaustive server vacations, depending on either service times or accrued workload. For the first type of dependence, each vacation time is a function of the immediately preceding service time or of whether the server finds the system empty after returning from vacation. In this way, it is possible to model situations such as long service times followed by short vacations, and vice versa. For the second type of dependence, the vacation time assigned to an arrival to follow its service is a function of the level of virtual wait reached. By this device, we can model situations in which vacations may be shortened whenever virtual delays have gotten excessive. The method of analysis employs level-crossing theory, and examples are given for various cases of service and vacation-time distributions. A closing discussion relates the new model class to standard M/G/1 queues where the service time is a sum of variables having complex dependencies. © 1992 John Wiley & Sons, Inc.     

油库三维电子沙盘的设计与实现

针对各类油库传统实物沙盘存在的诸多问题,提出以传统沙盘堆制理论为依据,以后台数据库为基础,结合现代先进的虚拟现实技术来研制油库三维电子沙盘。在介绍了系统功能需求的基础上,阐述了系统开发环境和系统结构,详细分析了系统实现的步骤:素材收集和处理、三维建模及优化处理、三维模型集成显示与碰撞检测、后台数据库连接设计,并指出了系统的发展建议。     

半隐式半Lagrangian时间积分及其可扩展并行算法设计

目前谱模式仍然是全球数值天气预报业务模式的主流。针对全球数值天气预报谱模式,研究两个时间层的半隐式半Lagrangian时间积分格式以及用于计算起始点的准三次空间插值方法,提出了按需通讯的可扩展并行算法设计,在由4个双CPUSMP结点组成的Linux机群环境下,该算法的8任务相对于4任务的加速比达到了1.65,取得了良好的并行效果。     

基于IData的飞行训练模拟器座舱设备仿真

采用图形仪表的方法仿真飞行训练模拟器座舱设备是提高系统性价比、可靠性、维修性的重要手段。本文分析了虚拟仪表开发软件IData的特点,归纳总结了在飞行仿真中的开发流程,深入研究了IData关键技术。经在多项产品开发应用中表明,使用IData平台开发的软件,画面逼真、响应实时、可扩展性强、性能稳定,满足专用设备和飞行训练模拟器的使用要求。     

并行离散事件仿真中的DDM机制实现

在并行离散事件仿真系统中实现仿真模型间的互操作机制需要引入类似HLA中定义的声明管理(DM)和数据分发管理(DDM)服务.我们开发的KD-PADSE高性能并行离散事件仿真环境采用谓词断言和对象代理方法在面向对象的并行离散事件仿真系统中实现了基于平行结构和事件调度机制的声明管理(DM)和数据分发管理(DDM)服务.在以千兆以太网互联的10节点Linux集群计算机上,采用DDM机制后仿真模型每秒(物理时间)可以进行1万次属性更新,是没有采用DDM机制时的20倍,在功能性和性能上验证了该DDM机制在并行离散事件仿真系统中的适用性.     

顾及时空语义的多主题瓦片数据优化检索方法

针对虚拟地球可视化中多个逻辑图层叠加产生大量同名瓦片索引重叠引起的数据无效访问和内存冗余等问题,提出顾及时空语义的瓦片数据优化检索方法。在客户端实现顾及时空语义的自适应瓦片优选,将视点信息与数据集的时空范围、分辨率和优先级等语义信息自动匹配与自适应筛选过滤,显著提高目标瓦片数据的命中率;在服务器端实现面向主题的内存数据库瓦片数据缓存,进一步提高瓦片数据二次访问的响应速度。实验表明,该方法不受逻辑图层增量影响,保证目标瓦片较高的命中率,缓存方法进一步提升瓦片二次访问效率,显著提高面向多数据集的海量数据实时可视化性能。     

基于虚拟化技术构建训练模拟的支撑环境研究

分析了目前我院模拟演练环境的现状,提出了利用虚拟化技术中的代表VMware vSphere云操作系统来构建训练模拟支撑环境的解决方案,以提高演练环境的稳定性、安全性、服务能力和管理能力.从vCenter Server动态资源分配管理、VMware vMotion虚拟机迁移技术和VMware Data Recovery快照技术等几个方面实现并测试证明了此方案的可行性,对军事信息化系统中云计算的应用进行了有意义的探索和尝试.