机群服务器聚集系统研究-计算机组织与系统结构专业论文.docx

摘要{服务器聚集模式是90年代后期出现～种的既保持了客户机／另侵务器模式的 摘要 {服务器聚集模式是90年代后期出现～种的既保持了客户机／另侵务器模式的 丌放性、可扩展性优点，又具有传统的终端／主机模式的集中、易于管理等特点 的信息系统模式。机群系统是实现可扩展大型服务器聚集系统的理想平台。j本 文主要研究利用机群系统实现可扩展大型Internet服务器聚集系统的关键技 术，并着重从单一登录点技术、高可用管理技术和可扩展并行Internet应用三 个方面进行了研究。 本文首先全面分析了实现机群服务器聚集系统中的各种关键技术及其发展 现状。并基于M／G／1 Ps模型分析了机群服务器性能，给出并证明了在随机分 配策略下异构机群达到最小平均等待时间的条件。 随后本文重点讨论了机群服务器聚集系统的核心技术一一单一登录点技 术。在详细分析了5种基于传输层包转发的单一登录点技术之后，我们给出了 在曙光2000超级服务器上的单一登录点软件PowerRouter的设计实现和性能 分析。PowerRouter实现了直接包转发技术，具有不修改源数据包、不修改节 点操作系统、直接返回数据等优点。实验表明PowerRouter能够很好的支持大 型Web等可扩展Intemet应用。，／本文进一步讨论了通过应用层转发实现单一登 录点的优缺点，并提出了一种结合传输层快速转发和应用层灵活处理的优点的 单一登录点技术——延迟选择网络地址翻译技术。 一个集中、高效的系统管理软件是服务器聚集系统必不可少的部分。本文 设计并实现了曙光服务器聚集应用管理系统DSC。，DSC在设计中实现了与操 作系统、应用软件和机群节点的独立性。其虚拟服务和负载平衡设计将网络并 行应用的管理和高可用性管理结合在了～起，并具有全局资源的自动分配和回 收，灵活的故障事件处理，可靠通信机制，动态配置修改等功能。整个系统结 构清晰，功能完整，配置灵活，是一个有效的管理工具。 最后本文设计并实现了一种具体的服务器聚集应用——可扩展大型e—mail 服务器。根据e—mail应用用户之间具有独立性的特点，并结合前两部分的研 究结果，本文提出的～种层次型分布式大型e．mail系统结构，突破了传统集 中式存储系统在扩展中遇到的限制。通过分布式存储解决了存储容量扩展的瓶 颈问题，通过基于三级单一登录点的负载平衡和功能单元并行化解决了系统性能扩展的瓶颈问题。系统中各节点功能划分清晰，便于采用不同的优化配置。 颈问题，通过基于三级单一登录点的负载平衡和功能单元并行化解决了系统性 能扩展的瓶颈问题。系统中各节点功能划分清晰，便于采用不同的优化配置。弋本文给出了在曙光2000上的 FreeMail．的系统实现和性能分析。实验表明这种 结构}}有良好的性能和可扩展性。 【关键词】服务器聚集i机群?单一登录点，负载平衡，可扩展性、可用性、 e．mail,v大型系统y分布式存储， Research Research on Cluster Server Consolidation System Mingyu CHEN(Computer Architecture) Directed by Professor Guoiie LI Server Consolidation iS a new IT model that emerged in later l 990’S．It combines the openness and scalability of distributed client／server model and the centralization and easy—to—management features of mainstream model．Cluster system iS the hest platform tO implement scalable large—scale server consolidation system．In this dissertation，key technologies to build scalable large—scale Internet server consolidation system are studied，with the emphasis on single entry point (SEP)，hi曲availability management and scalable parallel Intemet application． After analyzing all aspects of designing cluster sewer consolidation system，we study the performance model o