网络应用程序的负载平衡问题

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摘要：在现今网络时代，通过网络寻找信息的需求量越来越大，在网络节点上的服务器需要有相当的负载能力，而且越来越多的情况下还需要通过几台服务器来共同完成对需要的应答任务。介绍了一种多服务器共同负载并平衡工作的技术――负载平衡。首先概要性地描述了负载平衡的原理，并按照软件应用的执行过程，从软件层次至硬件平台，自上而下的顺序将常见的负载平衡方法分为软件级负载平衡、网络级负载平衡、硬件级负载平衡，并简明扼要地说明了各种负载平衡的使用范围、实现代价、可扩展性与及总体优缺点。

关键词：负载平衡；DNS Apache/Tomcat；网络应用；会话状态管理

中图分类号：TP393.01文献标识码：A文章编号：16727800（2011）012011503

作者简介：刘超(1977-)，男，江苏南京人，硕士，南京工业大学信息中心科员，研究方向为校园网络安全研究。1问题的提出

网络应用建立在网络服务器（Web Server）上，供客户端(Web Client)连接访问，服务器接收到客户端请求后处理业务逻辑，在此阶段网络应用通常会访问数据库，然后组成相应网络应答（Response）返回给客户端。如果只架设一台网络服务器，在客户数量较少,请求不繁忙的情况下系统能够满足需求，当客户数量骤增，单个客户的请求也相应变多时，一台服务器就不能满足实时处理需求，就会造成系统速度减慢，客户抱怨，甚至系统崩溃。另一方面，如果只有一台服务器提供服务，一旦该服务器瘫痪或者进行关闭维护，则整个系统就不能提供服务。第一个问题反映的是网络应用的可扩展性需求，第二个问题反映的是网络应用的冗余可靠性要求。这两个问题在当前多媒体大容量的视频点播网站别值得研究。

负载平衡技术的提出就能够很好地解决网络扩展性、冗余可靠性的要求。

2负载平衡的相关概念

负载平衡器是由一组服务器组成的（集群）。在集群中各个计算机上同时运行相同的网络应用程序，而对外界客户端来说，负载平衡器提供的服务就好像是由一台网络服务器提供的一样。而负载平衡器将来自客户端的请求根据不同算法分配到集群中具体某个节点去，从而优化了系统性能。

负载平衡器使用不同的算法控制通信流量。这些算法用于以智能地分散负载，最大限度地利用群集内的所有服务器。这些算法包括：

循环法：循环算法将负载均衡地分配给集群中每台服务器，而不考虑当前的连接数或响应时间。循环法适合于群集中的服务器具有相同处理能力的情况。

加权循环法：加权循环算法适合于每台服务器具有不同处理能力的情况。管理员将性能权值手动分配给每台服务器，而且按照服务器权值自动生成调度序列。然后，系统按照循环调度序列将请求定向到不同的服务器。

最少连接：最少连接算法根据群集中哪台服务器当前正在处理的连接数最少，从而将请求发送给该服务器。

基于负载：基于负载算法先判断群集中哪台服务器当前的负载最低，然后将请求发送给该服务器。

3负载平衡分类及其优缺点

负载平衡通常可以进行以下分类：

3.1基于软件实现的负载平衡

这类负载平衡又可以细分为系统软件级负载平衡、应用软件级负载平衡。

（1） 系统软件级负载平衡。系统软件级负载平衡现在用得最多的是微软服务器企业版操作系统自带的“网络载量平衡”模块。它的算法是加权算法。这种负载平衡的优点是费用低、有可视化设置界面、设置简单，一般默认选项就能够满足企业级应用的要求。它的缺点主要是没有维护网络应用程序的会话状态，因此这种负载平衡方法不适用于基于

[3]PASCAL FORGET，MATT RAIBLeE.Apache 2.x + Tomcat 4.x + Load Balancing (or Private JVMs)[EB/OL].省略/tomcat/ . January 24, 2002 by Pascal Forget.Revised September 25, 2002 by Matt Raible

[4]Vivek Viswanathan , Load Balancing Web Applications[EB/OL]., updated at 09/28/2001.

Load Balancing in Internet Applications

Abstract:With development of nowadays Internet era whereby the increasing requirement for information via the networks, many servers cluster to respond incoming requirement together in more and more occasions in the networks nodes even though those severs possess more and more powerful load capacity individually. Thus this paper introduces one technology that drives multiserver work harmonicallyLoad Balancing (LB). Firstly, The brief concept of the LB is described in this article, and then in terms of the soft executing procedure, from software towards hardware, the LB is sorted as LB based on Software, LB based on Networks, LB based on Hardware with cascading layers. This paper also introduces the occasion with which every kind of LB ought to be employed and the consumption of it. Other information about expandable capacity, advantage and shortage are available also.

Key Words: Load Balancing；DNS, Apache/Tomcat；Internet Applications；Management of the sessions