分布式系统中的冗余网络容错及负载均衡技术分析.docx

原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 查盘!红 日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 (必威体育官网网址论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签毫：纽导师签名：二丕臣日期：电!正：』：矽 山东大学硕士学位论文中文摘要 山东大学硕士学位论文 中文摘要 分布式系统一般要求其网络能够具有高可用性。网络的高可用性一般在系 统、组件和链路三个级别上体现。实现网络高可用性的常用方法是采用冗余机制。 设计者通过对节点间的网络进行冗余部署，使得节点间有多个物理网络可以互为 备份，即当所有链路都工作正常时，各个链路可以平均分担网络上的负载，从而 提高了网络的利用率；当其中有链路失效时，系统可以继续利用其他工作正常的 链路来保证系统正常运行，这样就很好地实现了网络的容错及负载均衡。 目前，已经存在一些技术来实现网络的容错及负载均衡，如SUN公司的 Trur蚯ng技术、Cisc0公司的EtllercI删mel技术及Linll)【boIl血g技术等，这些实 现技术一般称作链路聚合或多网卡绑定，即将多条物理链路虚拟成一个逻辑链路 或将节点机上的多块网卡虚拟为一块网卡。但这些技术实现要么需要特定的硬件 支持，要么容易引入单点故障，无法用于分布式系统中常见的对等节点间高可靠 通信。 本课题丰要研究网络通信的可靠性原理、冗余网络可靠性设计及其工程应 用，重点探讨在底层实现网络通信的可靠备份和负载均衡问题。所实现的容错及 负载均衡技术与上述技术有所不同。它是在不改变现有冗余物理网络硬件配置及 工作方式的情况下，通过额外安装的虚拟网卡及本课题所研究实现的网络通信处 理模块的支持，将物理的冗余网络虚拟成一个逻辑的单一网络，目的是设计实现 一种通用的高可靠冗余网络通信方案，允许上层客户应用只需针对单一虚拟网络 进行开发，而无需关注网络冗余和负载均衡等底层通信细节。这种技术使本机节 点可以通过虚拟网膏透明地与冗余网络中的其他节点进行高可靠通信。 全文共分六章。第一章丰要论述了本课题研究的背景和意义；第二章简要介 绍了目前存在的各种链路聚合实现技术及其它的工程解决方案；第三章介绍了课 题研究及实现过程所涉及到的相关技术；第四章论述了本课题所要实现的冗余网 络容错及负载均衡技术的原理；第五章论述了实现冗余网络容错及负载均衡技术 各个模块所使用的算法；第六章对本课题研究作了一个总结，并提出了下一步所 需要做的完善工作。 关键词：冗余网络、容错、负载均衡、虚拟网卡 山东大学硕士学位论文ABSTRACT 山东大学硕士学位论文 ABSTRACT Ne咐。出r。d吼daIlcy meCh砌锄．h嬲be饥widely applied iIl distribut酣s)，stelIls wIlich嘲u№11i班一a垤ilability锄ong nod懿in∞附od(co衄砌catio璐．Hi曲 aVailabilit)r is u鳓ally elIlbodied in tlle follo们ngⅡ矾e leVds：syst锄leVel、 c伽叩onent levcl and liIll(1eVel．Redundam d印loyment mal【es tIle physicaJ l血ks aⅡlong nodes backup each otller．～llinks Share the load cVellly t0 pr0Inote me ne咐orkpe—．0nIlance嬲mey、釉rkwell，、Ⅳ：Ilileone0rmorelin：I【s筋led，systemc觚 use ttle n：mainder to ensⅢ．c tlle nel阳，ork conunuIlicationⅥ，ork well． At present，也e陀e虹sts some慨llIlolo舀岱t0 iIIlpIem髓t the f．ault．toler锄ce甜ld load-baJ锄ce of net、阳收such勰SUN Tnmking、Cisco Etllefch锄el、工血uX bonding锄d so 0n．