[發明專利]一種基于云的用戶訪問請求調度方法

無效

• 申請號: 201110346172.0
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102394931A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 姚文斌;葉鵬迪;韓司;張蘭英
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及的是一種基于云的用戶訪問請求調度方法。

(二)背景技術

云計算是繼1980年代大型計算機到客戶端-服務器的大轉變之后的又一種巨變。用戶不再需要了解“云”中基礎設施的細節，不必具有相應的專業知識，也無需直接進行控制。云計算描述了一種基于互聯網的新的IT服務增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展而且經常是虛擬化的資源。典型的云計算提供商往往提供通用的網絡業務應用，可以通過瀏覽器等軟件或者其他Web服務來訪問，而軟件和數據都存儲在服務器上。

近年來，云計算由于能夠動態的利用資源來應對變動劇烈的負載，已經越發成為構建大規模互聯網應用的首選技術。隨著業務量的提高，訪問量和數據流量的快速增長，其處理能力和計算強度也需要相應地增大，使得單一的服務器設備根本無法承擔。因此，云環境一般由大量廉價計算機使用局域網連接協同工作，一起對外提供服務。為了提供高速響應，低延遲的服務，基于云的負載均衡技術就顯得尤為重要，它可以將云計算系統的負載合理分配到各個不同的服務節點上，保持負載的均衡。

用戶訪問請求調度是一種負載均衡技術，旨在將訪問請求均衡的分配到各個服務節點上。其核心思想是根據設備處理能力的不同，將數據訪問請求按照一定的規則重定向到不同的服務節點上執行，以此達到提高系統響應速度的目的。顯然，用戶訪問請求調度的優劣將直接關系到云計算系統的工作效率。

當前，用戶訪問請求調度方法主要有三種：

1.輪轉法，即在一個節點隊列里，隊列的每個節點都具有相同的地位，均衡器將新的請求輪流發給節點隊列中的下一節點，如此周而復始，每個集群的節點都在相等的地位下被輪流選擇，是一種機會均等的調度算法。輪轉法優點是算法簡單，每個節點被選擇的機會是1/N，因此很容易計算出節點的負載分布，缺點是難以在各個節點硬件性能差距較大的實際環境中應用。

2.隨機法，即系統為各節點一個由偽隨機算法產生的權值，具有最小或最大隨機數的節點最有優先權。每個機器都有可能獲得最大的優先級，這也是一種機會均等的調度算法。隨機法優點是無需設定調度隊列，算法簡單，缺點和輪轉法一樣，需要在相同的節點環境中，這種算法才能運行得最好。

3.散列法，即系統通過不可逆的HASH函數，按照某種規則將訪問請求發往各個節點，此方法的優點是可以通過預先的規則設定來適應硬件不同的實際應用環境，缺點是規則死板，難以應對變動劇烈的用戶請求負載。

上述方法都存在一個問題，即調度規則依賴于算法本身的平衡性，難以適應實際應用中差異較大的服務器硬件性能和動態變化的負載環境。

為了提高系統在實際環境下的負載均衡能力和響應速度，本發明提供了一種基于云的用戶訪問請求調度方法，即方法的執行通過調度程序，動態的監測各個服務節點的工作負載，并根據監測結果實時改變各個服務節點的權值，從而顯著改善了云計算系統的負載均衡能力和響應速度。

(三)發明內容

本發明的目的在于一種改進的基于云的用戶訪問請求動態調度方法。該方法能夠針對差異較大的服務器硬件性能以及變動頻繁的訪問負載，動態的將用戶訪問請求分發到不同的服務器上執行，從而大大提高云計算系統的負載均衡效果和響應速度，改進用戶的訪問體驗。

本發明的目的是這樣實現的：

設待處理用戶請求隊列包含了m個請求，分別表示為R₁、R₂、...、R_m；云計算系統中的服務節點集合包含了n個服務節點，分別表示為S₁、S₂、...、S_n，各服務節點的平均請求執行時間分別表示為待執行請求隊列中長度分別表示為u₁、u₂、...、u_n，權值分別表示為τ₁、τ₂、...、τ_n，負載區間分別表示為F₁、F₂、...、F_n，且對于j≠k，過載閾值表示為μ；調整步長表示為是一個正數；請求調度模塊主要負責調度用戶的訪問請求，同時監測各服務節點的負載情況，并及時調整它們的權值和負載區間；