基于负载平衡智能体的分布式Web代理群集研究

（） 理 服 务 器 群 的 自动 配 置 工 作 ： ３代 当新 的代 理服 务 器 被 加 入 的 时 候 ， 由 Ａ ｅ 之 间 的 合 作 ， 重 新 分 配 管 辖 范 围 给 经 ｇｍ 能
１ 系 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 架构
利 用 智 能 体 之 间 的 动 态 合 作 ， 代 理服 务 器 具 有 负 载 平 让
计 算 机 工 程 与 设 计 Ｃ ｍ ｕ ｒ ｎ ｉ ｅｎ ｄ ｅｉ ２ １， ｏ ３， ｏ ２３ ｏ ｐｔ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｎ Ｄ ｓ ｎ ｅ ｎ ｉ ａ ｇ ０１ Ｖ １ ２ Ｎ ． ６ １ ． ８
基于负载平衡智能体的分布式 Ｗｅ ｂ代理群集研究
曾 斌 ， 姚 路 ， 陈志诚
Ｋｅ ｒ ｓ ｗｅ ｒ ｘ ｌ ｓｅ ； ｌ ａ ａ ａ ｃ ； ｗｅ ａ ｈ ； ｍｕｌ ｇ ｎ ｓ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｏ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｂ ｐ ｏ ｙ ｃｕ ｔｒ ｏ ｄｂ ｌ ｅ ｎ ｂｃ ｃ ｅ ｔａ ｅ ｔ； ｏ ｉ ｎ ｃ ｔ ｒ ｔ ｃ ｌ ｏ
（ ｅ ａ ｍｅ ｔ ｆ ｎ ｇｍｅｔ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎａａ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｗｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉ ） Ｄ ｐｒ ｎ ｏ ａ ｅ ｎ Ｅ ｇｎｅ ｎ ， ｖ ｌ ｎｖｒｉ ｆ ｇ ｅｒ ， ｔ Ｍａ ｉ ｔ Ｅ ｎ ｎ ｈ ｎ４ ０ ３ ， ｈ ａ ｎ
Ａｂｔａｔ Ｔ ｄ ｓｔｅ ｒｌａ ｆ ｂ ｒｘ ｓ ｍ ａｔ ｅ ｄ ｎｒａｅｈ ｓ ｆ ｉ ｃ ｓｒｅ ｄｓ ａ ｔ ｃｕｅ ｆ ｉ ｒ ｕｅ ｓ ｃ： ｏａｊ ｔｈ ｋｏｄ ｗｅ ｏ ｙ ｙ ｔ ａ ｐｉ ｌ ａ ｃｅｓ ｅ ｅ ｆｃｅ ｙｏ ｅｖｒ ｏ ｅ， ｒ ｔｒ ｄｓ ｉ ｔｄ ｒ ｕ ｗｏ ｏ ｐ ｓ ｅ ｄ ｖ ｙｎ ｉ ｔ ｕ ｅｉ ｎ ｆ ｎ ｓｕ ｏ ｔｂ
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ＺＥ Ｇ ｎ Ｎ Ｂｉ ， ＹＡＯ ， ＣＨＥ Ｚｈ —ｈ ｎ Ｌｕ Ｎ ｉｃ ｅ ｇ
收稿 日期：２ １—８０ ；修订 日期 ：２ １ ０１ 。 ０ ００ —７ ０ ０ １—０ 作 者 简 介 ： 曾 斌 （９０ ，男 ，江 西 南 丰 人 ，博 士 ，讲 师 ，研 究 方 向 为信 息 管 理 等 ； 姚 路 （９ ９ ，男 ，湖 Ｊ ￣ ）人 ，硕 士 ， 讲师 ，研 究 方 向 １ ７ 一） １７ 一） Ｌ ＩＩ Ｊ１ 为 信 息 管 理 等 ： 陈志 诚 （９ ０ ） 男 ，湖 南 常 德 人 ，博 士 研 究 生 ， 讲 师 ，研 究 方 向 为信 息 管 理 等 。Ｅｍａｌ ｒｅｃ： ｕ ｌ ．ｈｈ ． １８一 ， — ｉ ｕ ｉ ＠ｐ ｂｉ ｗ ． ｃ ：ｔ ｅ ｃ ｂｎ
络 负载 和服 务 器数 量发 生变化 时， 务 器节 点 能够随环 境 变化进 行 自适应 的配置 ，在 智 能体 指导 下修 改服 务器 的资源 管理 服 范 围。实验 结果表 明 ， 其它代 理群 集相 比 ， 能体代 理 系统在 缓存 命 中率 、 与 智 负载均衡 以及 响应 延迟 方面都 有显著 提 高。 关键词 ： ｂ代理 群 集： 负载平衡 ：Ｗｅ Ｗｅ ｂ缓存 ； 多智 能体 ；通 信协议 中图法 分类号 ： Ｐ ９ Ｔ ３３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编号 ： ００７２ （Ｏ １０ ．６ １ ５ １０ —０ ４ ２ ｌ） ８２ ３ ． ０
０ 引 言
为 了 降 低 Ｗｅ ｂ服 务 器 的 网 络 流 量 、 少 访 问者 等 待 时 间 减
Ｌ ｏ提 出 了一 种 基 于 主 动 缓 存 的 Ｗｅ ｕ ｂ代 理 架 构 ，代 理 服 务 器 通 过 分 析 客 户 端 查 询 语 句 的 语 义 来 分 配 缓 存 资源 。 然 Ｈａ 虽 ｒ
缓 存 一 致 性 （ ｃｅｃｈｒｎｅ、 档 命 中 率 （ｉｒ ｅ太 低 、 存 ｃ ｈ ｏｅｅｃ） 文 ａ ｈｔ ａ ） ｔ 缓 数 据 重 复 存 储 以 及 单 一 代 理 服 务 器 负 载 过 高 等 问题 。 其 中 缓 存 数 据 一 致 性 问题 须 从 改 善 代 理 服 务 器 或 Ｗｅ 服 务器 的 数 ｂ
来进行 内容管理 ， 其优 点为可动态维持 负载平衡 以及具较 强
实 时 性 ， 点 为 可 扩 展 性 较 差 ， 且 因 为 所 有 和 Ｔ Ｐ 相 关 的 缺 并 Ｃ 层 应 用 软 件 对 外 联 机 时 一 定 要 透 过 操 作 系 统 ， 易 导 致 操 作 系 容 统 负载较重 。 提 出 的 分 布 式 代 理 服 务 器 群 集 是 在 代 理 服 务 器 内加 上 智 能 体 （ｇｎ） 以 及 在 浏 览 器 内增 加 让 代 理 服 务 器 重 新 定 向 （ － ａｅｔ， ｒ ｅ ｄｒ ｔ ｎ 的 功 能 。 能 体 的 任 务 为 ： 分 配 每 台代 理 服 务 器 的 ｉ ｃｉ ） ｅ ｏ 智 ① ｕ Ｌ ｕ ｉ ｒ ｒｓｕｃ ｃｔｒ管 理 范 围 ： 和 同一 个 集 群 的代 Ｒ （ｎｆ ｍ ｅｏ ｒ ｌ ａ ） ｏ ｅｏ ｏ ② 理 者 联 系 以 判 断 是 否 要 做 负 载 平 衡 ； 判 断 和 响 应 客 户 端 是 ③ 否 应 该 转 向 到其 它 代 理 服 务 器 。 在 此 架 构 下 ，我 们 可 以充 份 利 用 代 理 服 务 器 的 硬 盘 空 间 ， 理 服 务 器 也 可 以依 照 网 络 的 代 实 际情 况 进 行 负 载 平 衡 。 此 外 ，管 理 者 增 加 和 减 少 代 理 服 务
据 存 取 方 式 着 手 ， 它 问 题 则 可 以利 用 分 布 式 或 层 次 代 理 服 其
务 器 解 决 。 分 布 式 或 层 次 代 理 服 务 器 所 面 临 的 最 主 要 问题 而 是 负 载 平 衡 以及 是 否 易 于 管 理 维 护 。
分 布 式 缓 存 合 作 机 制 ， 由代 理 服 务 器 以 Ｉ 点 传 播 的 是 ｐ多
它将远 方 的网页数据暂存 于就近 的代理服 务器 中， 少 访 问 减
求 。 由 Ｊｈ ｓｎ提 出 的 Ｗｅ 理 调 度 算 法 适 用 于 分 布 式 并 行 ｏ ｎｏ ｂ代
架 构 ， 系 统 放 置 于代 理 服 务 器 内 ， 过 操 作 系 统 的轮 转 机 制 此 通
者 至 远 方 读 取 数 据 的 次 数 ，这 被 称 为 Ｗｅ 缓 存 技 术 （ ｂ ｂ Ｗｅ Ｃ ｃｅ［ 目前 的 代 理 服 务 器 ， 遍 有 下 列 几 项 问 题 存 在 ： ａｈ ） 。 ｌ ｆ 普 如
方 式 来 询 问 其 它 成 员 是 否 有 自 己所 需 的 数 据 ， 其 它 成 员 有 若 此 数 据 ， 通 知 客 户 端 重 新 转 向 到 指 定 的 代 理 服 务 器 要 求 数 再 据 。此 方 法 的优 点 是 能 够 分 散 代 理 服 务 器 的 负 载 以 及 解 决 数 据 重 复 的 问题 ，缺 点 是 使 用 者 的等 待 时 间较 长 。 由 Ｑｉ ｇ ｏ ｎ
ｔ ｅｃ ｕ ｔｒ ｏ ｅ ａ ｄ ｐ ｉ ｅｙ ｒ ｃ ｎ ｇ ｒ ｅｓ ｓｅ ｓａ ｅ ｎ ｄ ｆ ｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ｏ ｅ ｆ ｅ ｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｒ ｉ ｇｔ ｅｄ ｒ ｃ ｉ ｎ ｈ ｌ ｓｅ ｄ ｓＣ ａ ａ ｔ ｌ ｏ ｆ ｕ ｅｔ ｔ ｍ ｔｔ ｓａ ｄｍｏ ｉ ｔ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｎ ｓ ｒ ｓ ｕ ｃ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｉ ｔｏ ｓ ｎ ｎ ｖ ｅ ｉ ｈ ｙ ｙ ｈ ｚ ｏ ｏｈ ｅ ｏ ａ ｅ ｔ． Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ａ ｅｉ ｒ ｖ ｄ ｓ ｓｅ Ｃ ｌ ｇ ｔ ｅ ｒ ｅ ｆ ｒ ｎ ｃ ａ ｔ ｅ ｒ ｘ ｙ ｔｍ ｕ ｈ ａ ｅ ｓａ ａ ｈ ｆ ｇ ｎｓ ｐｒ ｍ ｎ ｓｌ ｓｏ ｔ ｔ ａ ｒ ｓ ｈ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｍ ａｌ ｅ ￣ｅ ｒｏ ｍａ ｅｔ ｎ ｏｈ ｒ ｏ ｙｓ ｓ ｈ ｙ ｂ ｐ ｈ ｐ ｅ ｉ ｓ ｃ ｒ ａ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｈ ｔ ａｅ ｌａ ａａ ｃ ｎ ｓ ｏ ｓ ｅａ ￣ ｉ ｒ ｔ ， ｏ ｄｂ ｌｎ ｅａ ｄｒ ｐ ｎ ｅｄ ｌｙ ｅ
衡 功 能及 自动 调 整 配 置 功 能 ，使 代 理 服 务器 的 运 行 能 更 符 合
访 问者 的 需 要 。 们称 此 系 统 为 自适 应 代 理 服 务 系 统 （ ａｔ ｅ 我 ａ ｐｉ ｄ ｖ
ｗｅ ｒ ｘ ｓｅ ｗｉ ｇ ｎ， ＷＰ ｂｐｏ ｙｓ ｔｍ ｔ ａ ｅ ｔＡ ＣＡ） ｙ ｂ 。
（ 军工程 大学 管理 工程 系，湖 北 武 汉 ４ ０ ３ ） 海 ３ ０ ０
摘 要 ： 了帮助 Ｗｅ 为 ｂ代理 系统 自动 调整 负载 ， 高服 务 器节 点的使 用效 率 ， 出了基 于多智 能体 的代理服 务 器集群 架构 ， 提 提
设 计 了 一 套 适 用 于 负载 平 衡 的 智 能 体 通 信 协 议 和 Ｗｅ 存 管 理 机 制 ， 时 反 映 系 统 的 负载 变 化 及 节 点 问 的 负载 差 异 。 当 网 ｂ缓 及
该 架 构 可 以 增 加 数 据 库 应 用 的 缓 存 命 中 率 ， 是 当 有 太 多 客 但
户 要 求 联 机 时 ，系 统 会 无 法 承 受 而 导 致 拒 绝 客 户 端 的联 机 要
以 及减 轻 服 务 器 的负 担 ， 内容 缓 存 技 术 已广 泛 应 用 于 因特 网 ，
ｐ ｏ ｙ ｃ ｕ ｔｒ ｕ ｉ ｇ ｍ ｕ ｔ ａ ｅ ｔ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ． Ｔｈ ｏ ｇ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｒ ｘ ｌｓｅ ｓｎ ｌ — ｇ ｎ ｓ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｏ ｏ ｆａ ｅ ｔ ｎ ｂ ｃ ｃ ｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ｎ ｃ ｔ ｒ ｔ ｃ ｌｏ ｇ ｎ ｓ ａ ｄ ｗｅ ａ ｈ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｏ ｓ ｈ ｍｅ ｔ ｅｌ ａ ｔｔ ｓａ ｄｔ ｅ ｌａ ｈ ｇ ｅ ｗｅ ｎｎ ｄ ｓｃ ｎ ｂ ｆｅ ｔｄ ｉ ｎ ． Ｗ ｈ ｎｔ ｅｎ ｔ ｏ ｋ ｌ ａ ｎ ｅ ｖ ｒｎ ｍｂ ｒ ｈ ｇ ｃ ｅ ， ｈ ｄ ｓａｕ ｄｃ ａ ｅｂ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｅｒ ｌ ｃｅ ｔ ｅ ｏ ｎ ｈ ｏ ｎ ｅ ｎ ｉ ｅ ｅ ｈ ｗ ｒ ｄａ ｄ ｓ ｒ ｅ ｕ ｅ ｓｃ ａ ｅ ｏ ｎ
２ ３ ２ １， ｏ ３ ， ｏ８ ６２ ０１ Ｖ １ ２ Ｎ ． ．
器 的 时 候 不 须 再 做 复杂 的 配 置 。
计算机工程与设 计 Ｃ ｍｐ ｔ ｎ ｉｅｒ ｇ ｎ ｅｉｎ ｏ ｕｅ Ｅ ｇ ｅ ｎ ｄＤ ｓ ｒ ｎ ｉ ａ ｇ
（） 理 服 务 器 的 负 载 平 衡 ： ２代 当代 理服 务 器 集 群 内有 成 员 的 负 载 超 过 阈 值 时 ， ｅｔ 开 始 作 负 载 平 衡 的 工 作 ， 负 载 Ａｇｎ 便 将 较 大 的代 理 服 务 器 上 工 作分 配 给 负 载 最 小 的代 理 服 务器 。