基于预测机制的分级负载均衡算法

2015，51（11）1引言计算机集群是指多台同构或异构的计算机通过某种方式连接起来协同完成服务或任务[1]。Web 集群服务器的典型结构是使用分发器（Dispatcher ）将客户端请求转发给后端服务器，让整个集群表现得像一个服务于同一IP 地址的虚拟服务器。Web 集群和负载均衡技术具有可靠性、可伸缩性和可管理性，Web 集群通过负载均衡对Web 请求分流至不

同的服务器[2]。因此负载均衡是集群系统中最为关键的部分，它保证了集群系统拥有最大的处理速度和服务能力[3]。

传统的负载均衡算法有随机法、轮转法、最小连接法等[4]，还有在传统算法基础上进行改进的算法，如文献[5-8]。由于用户不同请求类型所消耗的服务器系统资源不同，其变化具有一定的规律[9-11]，抓住这些规律就可以对负载进行有针对的预测，基于此，本文提出基于

预测机制的分级负载均衡算法。

2指数平滑预测模型

指数平滑法又称指数加权平均法[12]，是1959年美国基于预测机制的分级负载均衡算法

连加典1，刘宏立1，谢海波2，龚霞1，胥小波1

LIAN Jiadian 1,LIU Hongli 1,XIE Haibo 2,GONG Xia 1,XU Xiaobo 1

1.湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082

2.长沙宏地科技开发有限公司，长沙410004

1.College of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,China

2.Changsha Graland Science and Technology Development Co.,Ltd,Changsha 410004,China

LIAN Jiadian,LIU Hongli,XIE Haibo,et al.Classified load balancing algorithm based on prediction https://www.360docs.net/doc/e95151517.html,puter Engineering and Applications,2015,51（11）：67-71.

Abstract ：In order to solve the problem of uneven distribution of load in server cluster,considering the increasing load and performance of server nodes based on the type of users ’history requests,a classified load balancing algorithm based on prediction mechanism is proposed.Load balancing node establishes single exponential smoothing model to forecast load based on the type of users ’requests,and divides the predicted load with three classes ：low load,normal load and heavy load.Load balancing node performs the scheduling and management based on the predicted load,and realizes load balancing of the https://www.360docs.net/doc/e95151517.html,ing the OPNET simulation software for testing,the result of simulation shows that the algo-rithm can effectively improve the efficiency of load balancing,and has a better load balancing result.

Key words ：Web server cluster;load classification;load prediction;single exponential smoothing;OPNET

摘要：为解决服务器集群负载分配不均的问题，根据用户访问的请求类型，综合考虑用户历史请求引起的负载增量和服务器节点性能，提出了基于预测机制的分级负载均衡算法。负载均衡节点根据用户访问的请求类型建立一次指数平滑预测模型，对相应请求类型引起的负载进行预测，并将预测负载划分为低负载、正常负载、重负载等三个负载等级，根据负载等级对用户请求进行调度，从而实现负载均衡。使用OPNET 仿真软件进行测试，结果表明该算法能有效提高负载均衡效率，有较好的负载均衡效果。

关键词：Web 服务器集群；负载分级；负载预测；一次指数平滑；OPNET

文献标志码：A 中图分类号：TP393doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1306-0303

基金项目：国家自然科学基金（No.61172089）；湖南省科技厅资助项目（No.2012FJ4119）。

作者简介：连加典（1986—），男，硕士研究生，研究方向为计算机网络、负载均衡；刘宏立（1963—），男，教授，博士生导师，主要研

究方向为现代通信理论和无线传感器网络新技术、移动通信系统与软件无线电。E-mail ：907167891@https://www.360docs.net/doc/e95151517.html,

收稿日期：2013-06-26修回日期：2013-08-10文章编号：1002-8331（2015）11-0067-05

CNKI 网络优先出版：2013-11-12,https://www.360docs.net/doc/e95151517.html,/kcms/detail/11.2127.TP.20131112.1120.028.html Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用

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