一种动态网络负载平衡集群的实践方法

　2007-04-19 10:50:10　来源：WEB开发网　闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾瑰瀣椤愯姤鎱ㄥ鍡楀幊缂傚倹姘ㄩ幉绋款吋閸澀缃曢梻鍌欑濠€閬嶆惞鎼淬劌绐楅柡宥庡亞娑撳秵銇勯弽顐沪闁绘挶鍎甸弻锝夊即閻愭祴鍋撻崷顓涘亾濮樼偓瀚�

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾瑰瀣捣閻棗銆掑锝呬壕濡ょ姷鍋涢ˇ鐢稿极閹剧粯鍋愰柟缁樺笧閳ь剦鍙冨鍝勑ч崶褏浠奸梺璇茬箲閼归箖鎮鹃悜钘夎摕闁靛濡囬崢鐢告⒑鐟欏嫷鍟忛柛鐘崇墵閵嗗倹绺介崨濠勫幈闁硅壈鎻槐鏇熺墡闂備線娼уú銈団偓姘嵆閻涱噣骞掑Δ鈧粻锝嗙節闂堟稑鏆欏ù婊堢畺閺岋綁濮€閳惰泛婀辨竟鏇熺節濮橆厾鍘甸梺缁樺姦閸撴岸鎮樻潏銊ょ箚闁圭粯甯炴晶娑氱磼缂佹ḿ娲寸€规洖宕灃闁告劕鍟犻崜婵堟崲濞戞ḿ鏆嗗┑鐘辫兌閺佹牜绱撴担浠嬪摵闁圭懓娲ら悾鐑藉箳閹搭厽鍍甸梺鐟板悁閻掞箓鎮楅幖浣光拻濞达絿鍎ら崵鈧梺鎼炲€栭悧鐘荤嵁韫囨稒鏅搁柨鐕傛嫹

婵犵數濮烽弫鍛婃叏閻戣棄鏋侀柛娑橈攻閸欏繑銇勯幘鍗炵仼缂佺媭鍨堕弻娑㈠箛闂堟稒鐏堥悗鐟版啞缁诲啴濡甸崟顖氱閻庨潧鎽滈悾濂告⒑绾拋娼愭繛鑼枎椤繒绱掑Ο鑲╂嚌闂侀€炲苯澧畝锝堝劵椤︽煡鎮￠妶澶嬬厪闁割偅绻冮崑顏呯箾瀹割喕绨婚幆鐔兼⒑鐎圭姵銆冮柤鍐茬埣瀹曟繈鏁冮埀顒勨€旈崘顔嘉ч柛鈩冾殘閻熸劙姊洪悡搴℃毐闁绘牕銈稿畷鐑樼節閸パ冨祮闂侀潧楠忕槐鏇㈠储椤忓牊鈷戦柟鑲╁仜閸旀鏌￠崨顔锯姇缂佸倹甯熼ˇ瀵哥磼鏉堛劌绗氭繛鐓庣箻閸┾剝鎷呴柨瀣垫綗闂傚倷娴囧銊╂倿閿曞倸绠查柛銉墮閺嬩線鏌熼崜褏甯涢柡鍛倐閺屻劑鎮ら崒娑橆伓闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾瑰瀣椤愯姤鎱ㄥ鍡楀幊缂傚倹姘ㄩ幉绋款吋閸澀缃曢梻鍌欑濠€閬嶆惞鎼淬劌绐楅柡宥庡亞娑撳秵銇勯弽顐沪闁绘挶鍎甸弻锝夊即閻愭祴鍋撻崷顓涘亾濮樼偓瀚�　　闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柣鎴ｅГ閸ゅ嫰鏌ら崫銉︽毄濞寸姵姘ㄧ槐鎾诲磼濞嗘帒鍘＄紓渚囧櫘閸ㄥ爼濡撮崘顔煎窛闁哄鍨归崢娲倵楠炲灝鍔氭い锔诲灦瀹曪繝骞庨懞銉у帾闂婎偄娲﹀ú鏍ㄧ墡闂備浇顕х€垫帡宕滈悢濂夋綎闁惧繐婀辩壕鍏间繆椤栨碍鎯堟い顐㈢焸濮婅櫣鎷犻懠顒傤唹濠殿喗菧閸旀垿宕洪埀顒併亜閹哄秶顦﹂柛銈庡墴閺屾盯骞樼捄鐑樼€诲銈庡亜缁绘劗鍙呭銈呯箰鐎氼剟鎮楅鐑嗘富闁靛牆妫欑粈鈧梺鐟板暱闁帮絽鐣峰⿰鍕嚤閻庢稒菤閹锋椽姊绘笟鍥т簽闁稿鐩幊鐔碱敍濞戞瑦鐝峰銈嗘煥婢х晫澹曢悡搴唵閻犺櫣灏ㄩ崝鐔虹磼婢跺孩顏犻柍褜鍓氶鏍窗閺嶎厸鈧箓鏌ㄧ€ｂ晝绠氬┑顔界箓閻牆危閻戣姤鈷戠紒瀣儥閸庢劙鏌熼悷鐗堟悙閾荤偤鏌涢幇鈺佸Ψ婵℃彃鐗婄换娑㈠幢濡ゅ啰顔夊┑鐐茬墛閿曘垹顫忕紒妯诲濡炲绨肩憰鍡欑磽閸屾氨袦闁稿鎸荤换娑氣偓娑欋缚閻倝鏌涢幘璺烘灈鐎规洘妞介崺鈧い鎺嶉檷娴滄粓鏌熼悜妯虹仴闁逞屽墮缂嶅﹤顕ｉ幎绛嬫晢闁告洦鍓涢崢閬嶆煟鎼搭垳绉靛ù婊呭厴閻擃剟顢楅崒妤€浜鹃悷娆忓绾惧鏌涘Δ鈧崯鍧楊敋閿濆纾归柣鏇氱劍闉嬮梻鍌欑閹碱偄螞鐎靛摜涓嶉柟鎹愵嚙閽冪喖鏌曟繛鐐珕闁稿妫濋弻娑氫沪閸撗€妲堝銈呴獜閹凤拷

核心提示： LOAD(Ni)=R1*Lcpu(Ni)+R2*Lmemory(Ni)+R3*Lio(Ni)+R4*Lprocess(Ni)+R5*Lresponse(Ni) 其中Lf(Ni) 表示结点Ni 当前某一项参数的负载值，上述公式中依次表示为：CPU使用率、内存使用率、磁盘I/O访问率、进程

LOAD(Ni)=R1*Lcpu(Ni)+R2*Lmemory(Ni)+R3*Lio(Ni)+R4*Lprocess(Ni)+R5*Lresponse(Ni)

其中Lf(Ni) 表示结点Ni 当前某一项参数的负载值，

上述公式中依次表示为：CPU使用率、内存使用率、

磁盘I/O访问率、进程总数以及响应时间。

例如，在WEB服务器集群中，我们采用以系数{0.1, 0.4, 0.1, 0.1, 0.3}，这里认为服务器的内存和请求响应时间较其他参数重要一些。若当前的系数Ri不能很好地反映应用的负载，系统管理员可以对系数不断地修正，直到找到贴近当前应用的一组系数。

另外，关于采集权值的周期置，虽然很短的周期可以更确切地反映各个结点的负载，但是很频繁地采集（如1秒1次或者多次）会给均衡器和结点带来负担，也可能增加不必要的网络负荷。另外，由于采集器是在采集时刻进行负载计算的，经实验证明，均衡器反映出来各个结点的负载信息会出现剧烈的抖动，均衡器无法准确捕捉结点真实的负载变化趋势。因此解决这些问题，一方面要适当地调整采集负载信息的周期，一般在5～10秒；另一方面，可以使用移动平均线或者是滑动窗口来避免抖动，使得均衡器收集到的负载信息表现为平滑曲线，这样在负反馈机制的调整效果上就会比较好。

均衡器的动态权值采集程序周期性地运行，若缺省权值不为零，则查询该结点的各负载参数，并计算出动态权值LOAD(Ni) 。我们引入以下权值计算公式，结合结点的初始权值和采集的动态权值来计算最终的权值结果。

Wi = A*DW(Ni)+B*(LOAD(Ni)-DW(Ni))1/3

在公式中，如果动态权值恰好等于初始权值，最终权值不变，则说明系统的负载状况刚好达到理想状况，等于初始权值DW(Ni)。如果动态权值计算结果高于初始权值，最终权值变高，则说明系统负载很轻，均衡器将会增加分配给该结点的任务比率。如果动态权值低于初始权值，最终权值变低，说明系统开始处于重载状况，均衡器将会减少对该结点分配的任务。在实际使用中，若发现所有结点的权值都小于他们的DW(Ni)，则说明当前个集群处于超载状态，这时需要加入新的结点到集群中来处理部分负载；反之，若所有结点的权值大大高于DW(Ni)，则说明当前系统的负载都比较轻。

5、总结

网络负载平衡是集群作业调度系统的具体实现。由于其处理的作业单元是TCP/IP协议下的网络连接，因此可以采用面向网络连接的集中基本调度算法。考虑集群负载不平衡的可能，采取了动态获取服务节点的权值并使用负反馈机制调整平衡器对网络服务请求的分布，以适应服务节点在运行过程中资源的变化。笔者也在 LVS集群系统的基础上，配合原有的轮询算法对其进行改进，增加了采集动态权值的程序并实时反馈到负载平衡器的调度系统上。实践证明，采用动态平衡在集群系统的整体吞吐量方面有所提高，特别是在集群各个节点性能不一，集群提供的网络服务程序所访问的资源多样化的情况下，负反馈机制的效果尤其明显。在其他类型的集群中，负反馈机制的动态负载平衡也能够得到很好的应用，只是平衡器所处理的作业单元不同于网络连接，而具体的负载算法上也将有所不同。

上一页 1 2 3 4 5 6