集中式动态负载均衡算法的研究

基金项 目： 陕西省科技攻关项 目（ 编号 ： ０Ｋ ８ ３ ） ２ ９ ０ — ４ ０ 作者简介 ： 王魁 生（９５）男 ， 士 ， ， １６一 ， 博 教授 主要从事计算机支持协同方面的研究． －ａ ：ｓ ａｇ ｓ ．ｄ．ｎ Ｅｍ ｉｋｈ ｎ＠ｘ ｕｅｕｃ ｌ ｗ ｙ
王魁生等 ： 中式动态负载均衡算法的研究 集
的交换 ， 新的分配方案则由此产生． 图３所示为其基 本操 作 ．
图 １ 集群 管理中的负载任务调度策略的 ２个步骤
Ｆｉ ． Ｔｗｏ ｓｅ ｆ ｃｕ ｔ ｏ ｄ ｃ ｅ ｕ ｉ ｇ ｓｒ ｔ ｇ ｇ１ ｔｐｓ ｏ ｌ ｓｅｒ ｌ ａ ｓ ｈ ｄ ｌｎ ｔ ａ ｅ ｙ
步骤 １ 负载任务的初始调度． ： 负载均衡器对来
． ０ ． — ． — ３－ —１ － — —
图 １ 示 所
计算相对应的适应值 ， 以确定选择该个体的概率． 选 中个体 置 的概率
Ｎ
ｐｘ）＝ （）∑Ｘ （ ＦＸ／ ．
１３４ 个体的交换 结合交换概率 ， ．． 随机地从群体
中选出某个体上不 同的 ２ 个字符 ， 对其值进行交换． 交换 的结果即引起处于 ２ 个服务器上分配的任务数
统 实时需求． 通过分析集群 系统中的资源管理优化技术和负载均衡调度算法， 对集群 系统的模型结
构进行 了分析 ， 出了一种改进的集群 系统的负载均衡算法 ， 提 该算法较好地解决了集群的资源调度
问题 ．
关键词 ： 负载均衡算法；ｉ ｘ Ｌｎ 集群管理 ； ｕ 资源调度 中图分 类号 ：Ｐ ９ ．３ Ｔ ３ ３ ０ 文献 标识码 ： Ａ
步骤 ２ 负载任务的负载均衡． ： 采用基于遗传算 法的负载均衡算法对客户端请求 进行处理． 该算法
２ 集 中式 动态负载 均衡算 法在 Ｌｎ ｘ ｉｕ 集群 管理 系统 中的实现
・
结合终端的具体负载状况 ， 利用遗传算法将任务请 求分担到其他服务器节点 ， 从而达到服务器节点 的
负 载均衡 目的．
１ 负载均衡算 法的分析与改进
１１ 负载 均衡 技术概 述 ．
节点的负载 ， 目的是将重载节点终端上的任务通过
创新分配 ， 传递给轻载节点终端 ， 系统的资源利 以使 用率得到提升． 动态负载均衡算法首先需要收集终 端间负载信息 ； 还需要在此基础上进行决策 ； 最后进 行系统任务的迁移． 显然 ， 这些操作过程均为系统增 加 了开销． 在实际应用中 ， 在节点终端负载信息的获 取不及时的情况下， 无法实现任务的迁移 ， 甚至会导 致节点终端的崩溃． 结合以上的分析 ， 可见在 目 的均衡算法中， 前 难 以探测节点终端的实际负载 ， 导致难 以有效地满足 负载均衡集群系统实时需求 ， 基于这种不足， 本文提 出了一种集 中式动态负载均衡算法． １３ 集中式动态负载均衡算法 ．
当前 ， 随着高性能计算的深入发展 ， 集群系统也
愈加受到人们的重视． 一些流行的集群管理系统虽 然实现 了对于资源的管理能力 ， 但仍然无法做到针 对不同的应用 ， 实现动态软硬件资源的合理调度 ， 其 适应能力与管理性能还有待进一步优化和提高．
方面的因素 ． 当前的均衡算法包括动态和静态两 种。 对于静态负载均衡算法而言 ， 其决策来源于系统 的先验知识 ， 由于算法对 当前节点状态并不加 以考 虑， 忽略了系统 的当时状 态， 导致 了决 策的准确率 低。 动态负载均衡算法遵循 以下 的原理 ， 即根据当前 的负载情况 ， 集群系统 中节点终端动态地调整各个
第２ ６卷第 ６期
文章编 号 ：６３ ６Ｘ（０ １ ０ －１２０ １７ － ４ ２ １ ）６０ ０ －３ ０
集 中式 动 态 负载 均衡 算 法 的研 究
王魁 生， 予 符
（ 西安石油大学 计 算机 学院 ， 陕西 西安 ７ ０６ ） １０ ５
摘要： 目前的负载均衡算法中难以探测节点终端的实际负载， 导致难 以有效地满足负载均衡集群 系
在 Ｌ ｕ 环 境下， 中式动态 负载均衡算法的 ｉｘ ｎ 集
实现结 构 如 图 ４所 示．
１３ １ 算法的编码方法 结合集群负载均衡的具 ．． 体情况 ， 采用 以下的编码方法 ： 令个体均包含 Ⅳ个字 符， 分别表示相关服务器节点需要进行预分配的任 务数 ｎ【． 由此可推得 Ｋ ＝ｌ 为每个字符的有 ４ Ｊ ｏＭ ｇ
由于涉及海量数据的应用越来越多， 分布式计 算对计算机性能提 出了新的挑 战， 也使集群系统面 临着需要更加优化 的资源调度 问题． 集群系统的负 载均衡机制的含义包括 ２个方面 ： Ｊ一是大量的数 据流量或并发访问被多 台终端节点进行分担处理 ， 用户等待响应 的时间被显著降低 ； 二是 以多 台节点 设备通过并行处理去分担单 个重负载的运算 ， 每 将 个 节点 处 理 结 果 汇 总 ， 而 大 幅 度 提 高 系 统 处 理 从
能力．
１２ 现有算法的问题 ．
在集群系统中 ， 为实现任务分配 ， 需要综合考虑 负载均衡 、 通信代价 、 系统总效率以及等待时间等多
集中式动态负载均衡算法的思想是将集群管理
中的负载任务 调度策 略分 为 以下 ２个 步骤 ， ］如
收稿 日期 ： ０ １０ ．０ ２ １ － １ ４
２１年 １ ０１ １月
来自百度文库
西安石油大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵ ｉ ｒｔ（ ａ ｒ ｃｅｃ ｄｔ ｎ ｏｒ ｌ ｆ ｈｙ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｔ ａ ＳｉｎｅＥ ｉｏ ） ｎ Ｘ ａ ｏ ｅｉ ｕｌ ｉ
ＮＯ ．２ １ Ｖ ０１ Ｖ １２ ． ０ ． ６ Ｎｏ ６
自客户端的任务请求 的内容进行 分析 ， 并结合任务 节点映射表进行判别． 假若此任务存在于某终端缓
存， 且该终端负载并 不严重 ， 就把此任务传 输至该
终端 ．
图 ３ 个体上两个不同字符的交换
Ｆｉ． Ｅｘ ｈａ ｇ ｆｔ ｈ ｒ ｃ ｅｓ ｇ３ ｃ ｎ ｅｏ ｗｏ ｃ ａ ＿ ｔｒ ａ