本文關鍵詞：基于Nginx高性能Web服務器性能優(yōu)化與負載均衡的改進與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當今社會,無論是政府機構、金融行業(yè)或是工業(yè)生產,都與快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)緊密相關,特別是人們的日常生活方式和生活水平,更因互聯(lián)網(wǎng)的到來,發(fā)生了巨大的改變。但隨著越來越多的人使用互聯(lián)網(wǎng),爆炸式的并發(fā)Web訪問請求給互聯(lián)網(wǎng)帶來了嚴峻的挑戰(zhàn),單一Web服務器很難準確及時、迅速響應高并發(fā)量的訪問請求,促使人們探索新技術,以此來解決該問題。解決此問題最常用的技術是構建集群系統(tǒng)。集群系統(tǒng)下的服務器共同工作,以此來滿足人們期望服務器可以快速響應準確返回訪問請求。而集群系統(tǒng)中最核心問題就是負載均衡,負載均衡最主要目的就是合理地把大量并發(fā)請求分發(fā)給集群中的服務器,從而提升整個系統(tǒng)的吞吐量、資源利用率以及降低請求響應時間。所以負載均衡算法的好壞,對集群系統(tǒng)的性能提升起決定性作用。本論文對Web服務器Nginx內置負載均衡算法進行分析和研究,提出一種動態(tài)負載均衡算法,并利用該算法實現(xiàn)了一個基于Nginx和Tomcat的服務集群系統(tǒng)。在此集群系統(tǒng)中,利用Httperf和Autobench軟件對Nginx內置的加權輪詢算法、IP Hash算法,第三方提供的fair算法、一致性Hash算法以及本論文所提出的動態(tài)算法進行性能測試。實驗結果表明,本論文所提出的動態(tài)算法能夠更好地實現(xiàn)負載均衡,且具有如下幾個特點:(1)選擇最優(yōu)服務器:通過負載均衡器收集的負載信息,把服務器剩余負載與性能之比作為權值,并選擇權值排名前三的服務器,隨機選擇其中一臺服務器來處理用戶的請求。服務器被選中的概率與權值比重成正比。這可以避免一直把請求分配給權值最大的服務器,因為收集信息存在一定延遲,所以有時權值最大的服務器處理用戶請求的能力不一定最好。(2)組群管理:對集群系統(tǒng)中服務器進行分組,每組中選定一個作為中央節(jié)點,用于收集組中服務器的負載信息,最后中央節(jié)點把收集的負載信息再反饋給負載均衡器。因此,負載均衡器無需與所有服務器通信,減少了負載均衡器的開銷。(3)預防“假死”機制:當服務器處理能力達到極限時,對于新的用戶請求,處理時間會劇增。為了避免這樣情況發(fā)生,本論文記錄服務器的處理請求時間,用于判斷其是否已經(jīng)處于“假死”狀態(tài),而防止再將新的請求分配給該服務器。
【關鍵詞】：Web 集群 負載均衡 Nginx
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.05
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題研究的背景與意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 Nginx研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 負載均衡研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本論文的研究內容13-14
• 1.4 本論文的結構安排14-16
• 第二章 相關知識介紹16-29
• 2.1 Web服務器Nginx16-21
• 2.1.1 Nginx概述16-17
• 2.1.2 Nginx安裝與啟動17-18
• 2.1.3 Nginx配置文件18-19
• 2.1.4 Nginx命令19
• 2.1.5 Nginx進程模型19-21
• 2.2 Redis內存數(shù)據(jù)庫21-22
• 2.2.1 發(fā)布/訂閱模式22
• 2.3 計算機集群與負載均衡22-25
• 2.3.1 計算機集群概念22
• 2.3.2 計算機集群分類22-25
• 2.3.3 負載均衡概念及目標25
• 2.4 負載均衡技術25-28
• 2.4.1 負載均衡實現(xiàn)類型25-27
• 2.4.2 負載均衡實現(xiàn)方式27-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第三章 系統(tǒng)總體設計29-34
• 3.1 需求分析29
• 3.2 系統(tǒng)架構29-31
• 3.3 負載均衡器模塊31-33
• 3.4 本章總結33-34
• 第四章 負載均衡研究與設計34-52
• 4.1 Nginx負載均衡的研究34-40
• 4.1.1 upstream模塊34-35
• 4.1.2 加權輪詢算法35-36
• 4.1.3 IP Hash算法36-38
• 4.1.4 加權最小連接數(shù)算法38-40
• 4.2 負載均衡算法的設計40-51
• 4.2.1 內容分析模塊40-42
• 4.2.2 算法調度模塊42-46
• 4.2.3 信息收集模塊46-50
• 4.2.4 預防假死模塊50-51
• 4.3 本章小結51-52
• 第五章 NGINX負載均衡算法的實現(xiàn)與調優(yōu)52-72
• 5.1 Nginx源代碼分析52-63
• 5.1.1 目錄說明52-53
• 5.1.2 核心數(shù)據(jù)結構53-62
• 5.1.3 HTTP請求處理流程62-63
• 5.2 負載均衡算法的實現(xiàn)63-69
• 5.2.1 算法調度63-67
• 5.2.2 負載信息收集67-68
• 5.2.3 預防假死狀況68-69
• 5.3 Nginx性能調優(yōu)69-71
• 5.3.1 全局塊69
• 5.3.2 Events塊69-70
• 5.3.3 HTTP塊70-71
• 5.4 本章小結71-72
• 第六章 性能測試與結果分析72-81
• 6.1 性能測試指標72
• 6.2 測試環(huán)境72-76
• 6.3 測試結果與分析76-80
• 6.4 本章小結80-81
• 第七章 全文總結與展望81-83
• 7.1 全文總結81
• 7.2 后續(xù)工作81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻84-87
• 攻讀碩士學位期間取得的成果87-88

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