CN201422116Y

CN201422116Y - 一种集群网络系统

Info

Publication number: CN201422116Y
Application number: CN2009201515673U
Authority: CN
Inventors: 陈珂; 牛丽; 顾成喜; 杨元峰
Original assignee: Suzhou Vocational University
Current assignee: Suzhou Vocational University
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2019-04-30

Abstract

本实用新型公开了一种集群网络系统，该系统与外部用户端通过网络连接，其包括：通过网络连接的主分发器和执行服务器，主分发器在外部网络中具有唯一标识，每个执行服务器在集群网络系统内部中具有唯一标识，主分发器和执行服务器均与外部用户端通过网络连接。本实用新型具有如下优点：(1)采用分布式负载均衡技术，减轻了前端节点的工作负载，提高了负载均衡的工作效率；(2)采用分布式调度技术，实现了集群网络系统的负载均衡，且保证了各个执行节点服务质量(响应时间、吞吐率)，由此不会出现活锁现象；(3)对集群网络系统中存在的不同类型、不同处理能力的机器，能够确保其处理能力的充分发挥，有效保护用户投资。

Description

一种集群网络系统

技术领域

本实用新型涉及网络系统，特别的涉及一种集群网络系统，属于网络通讯技术领域。

背景技术

随着互联网技术的飞速发展和网络应用范围的越来越广，人们对信息服务提出了更高的要求，这些要求对网络信息服务平台(即，网络服务器)也随之提出了更高的挑战。

目前，服务器的处理能力和I/O已经成为提供Web服务的瓶颈。如果客户的增多导致通信量超出了服务器所能承受的范围，那么其结果必然是导致宕机。而单台服务器有限的性能不可能解决这个问题，因为一台普通服务器的处理能力只能达到每秒几万个到几十万个请求，无法在一秒钟内处理上百万个甚至更多的请求。而采用高性能、高可用的网络服务器，除了其价格较为昂贵外，通常也还是不能解决同时处理几万个并发请求的情况。在另一方面，由于高速服务器系统只是对于复杂的单一任务和有限的并发处理具有较高性能，而Internet中的Web服务器绝大多数处理的是“简单任务”，且为高强度并发处理，因此，即便采用高性能、高可靠的网络服务器，也不能满足Web应用的需要。

针对上述问题，目前已经提出了集群网络系统，但是在现有技术的集群网络系统中，调度是采用集中被动调度的方式，以统一的负载评估结点为基本特征，由此可能带来如下问题：

(1)服务器负载评估不准确；

(2)在高负载的情况下，容易出现执行服务器“活锁”现象，从而降低了网络系统的使用效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种集群网络系统，以实现高性能、高可靠的服务，并使得在高负载情况下不会出现活锁现象。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种集群网络系统，该系统与外部用户端通过网络连接，其包括：通过网络连接的主分发器和执行服务器，所述主分发器在所述集群网络系统应用的外部网络中具有唯一标识，每个所述执行服务器在集群网络系统内部中具有唯一标识，所述主分发器和所述执行服务器均与所述外部用户端通过网络连接。

本实用新型所述集群网络系统中，还包括，与所述主分发器和所述执行服务器均通过网络连接的数据存储设备。

本实用新型所述集群网络系统中，所述的执行服务器至少为两个。

本实用新型所述集群网络系统中，所述主分发器在所述集群网络系统应用的外部网络中具有的唯一标识是IP地址和/或相应的域名，所述执行服务器在集群网络系统内部中具有的唯一标识是在所述集群网络系统内部的IP地址和/或设备号。

本实用新型所述集群网络系统中，还包括：按照预定策略可以启动替代主分发器的备用分发器，所述备用分发器启动替代主分发器时，通过网络与所述用户端以及所述执行服务器连接。

本实用新型所述集群网络系统中，所述的预置策略是外部控制信号或者接收到主分发器的出错信号时。

本实用新型所述集群网络系统中，所述的主分发器设置为一个，或者多个并联。

与现有技术相比，本实用新型所述集群网络系统具有如下显著优点：

(1)集群网络系统采用分布式负载均衡技术，通过将负载均衡工作分解、融入到后端各个执行服务器，减轻了前端节点的工作负载，提高了负载均衡的工作效率；

(2)集群网络系统采用分布式调度技术，实现了集群网络系统的负载均衡，且保证了各个执行节点服务质量(响应时间、吞吐率)，由此确保执行节点不会出现超载甚至死机等活锁现象；

(3)对集群网络系统中存在的不同类型、不同处理能力的机器，能够确保其处理能力的充分发挥，有效保护用户投资。

附图说明

图1为本实用新型所述集群网络系统的系统应用示意图。

具体实施方式

为了能够更好的理解本实用新型，首先对“负载均衡”做一简单介绍。

负载均衡是网络系统中的一种策略，让多台服务器或多条链路共同承担一些繁重的计算或I/O任务，从而以较低成本消除网络瓶颈，提高网络的灵活性和可靠性。具体来说，负载均衡是一种有效地扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力的方法，通常是通过了解系统中各个结点的负载状况、计算能力、内存状况等，合理地分配任务到执行结点，必要时还迁移现有的任务到其他结点，从而达到提高系统吞吐量的作用。负载均衡希望实现的主要功能如下：

(1)解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性；

(2)为用户提供更好的访问质量；

(3)提高服务器响应速度；

(4)提高服务器及其他资源的利用效率；

(5)避免网络关键部位出现单点失效。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做出进一步的详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

参考图1所示，本实用新型所述集群网络系统包括：位于前端的主分发器(Dispatcher)1、位于后端的的多个执行服务器(Server)2、以及用于整个集群网络系统中数据存储的数据存储设备(图中未示出)，其中：

所述主分发器1，用于接收用户端3发送的获取服务的请求，同时维护用户端3和执行服务器2之间已经建立的连接信息，并根据所述执行服务器2的控制指令直接相对应的执行服务器2转发已建立连接的、用户端1的获取服务的请求；所述主分发器1在该集群网络系统中作为网络的单一入口点，其配置有唯一的对外标识(例如，IP地址和/或相应的域名)，即，与所述集群网络系统应用的整个外部网络中设备(例如，用户端3)能够区分，该对外标识同时也作为集群网络唯一的对外标识，由此保证了集群网络系统对用户端3在IP地址一级的透明；

所述执行服务器2，根据接收到的请求运行各种网络服务应用，并向用户端3发送服务应答；所述执行服务器2可以根据需要设置有多台(至少为两台)，每一台执行服务器均对应于与其通信的主分发器1具有唯一标识，(例如，在整个集群网络系统内部统一编址或者统一设定设备号)，而与整个集群网络系统的对外的标识无关，以保证信息通信的正确性。

所述主分发器1与用户端3、执行服务器2之间通过网络连接，所述执行服务器2与用户端3通过网络连接，且所述数据存储设备也通过网络与所述主分发器1、执行服务器2连接。

从上述网络结构可以看出，集群网络系统前端的主分发器1不担负集群负载均衡的工作，而只负责接收并分发用户端3连接请求，同时维护用户端3与执行服务器2之间已经建立的连接信息并直接转发已建立连接上的报文。主分发器1对用户连接请求的分发直接受后端执行服务器2控制。在服务容量规划、控制机制的作用下，执行服务器2从主分发器1获取用户的连接请求，且进行处理，并将处理结果直接返回给用户端3，从而实现了由执行服务器2驱动的分布式调度机制。

由于用户端3的表示要求连接的获取服务请求在主分发器1上等候分发，主分发器1就可以很方便地实施各种灵活的管理、控制策略，实现QoS控制等功能，这样也充分利用了传统的负载均衡机制下前端节点富余的处理能力。由执行服务器2主动向主主分发器1索取用户端的获取服务请求，很自然的取消了传统集群网络结构中负载均衡器对执行服务器的心跳监测机制，使执行服务器失效时的自动屏蔽、恢复后的自动加入以及集群扩展变得更加方便自然。执行服务器端2的容量规划、控制机制保证了可定制的服务质量(如平均响应时间)，同时保证本服务器资源的有效利用。

此外，单个的主分发器是集群网络系统的单一故障点，为了进一步地提高该集群网络系统的可靠性，可以在上述集群网络系统中增设另一台备份主分发器，所述备份主分发器用来监控并实时切换发生故障的主主分发器，由此来保证系统的高可用性及可靠性。当然，也可以在必要时通过外部控制信号来将主分发器切换到备用分发器。

此外，为了增大系统入口的容量或进一步提高系统可用性，还可以配置多个主分发器，共同成为多入口的集群网络服务器；与RR-DNS等机制结合，可以实现地理分布的集群网络服务器。

需要指出的是：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种集群网络系统，与外部用户端通过网络连接，其特征在于，该系统包括：通过网络连接的主分发器和执行服务器，所述主分发器在所述集群网络系统应用的外部网络中具有唯一标识，每个所述执行服务器在集群网络系统内部中具有唯一标识，所述主分发器和所述执行服务器均与所述外部用户端通过网络连接。

2.如权利要求1所述的集群网络系统，其特征在于，该系统还包括，与所述主分发器和所述执行服务器均通过网络连接的数据存储设备。

3.如权利要求1所述的集群网络系统，其特征在于，所述的执行服务器至少为两个。

4.如权利要求1所述的集群网络系统，其特征在于，所述主分发器在所述集群网络系统应用的外部网络中具有的唯一标识是IP地址和/或相应的域名，所述执行服务器在集群网络系统内部中具有的唯一标识是在所述集群网络系统内部的IP地址和/或设备号。

5.如权利要求1所述的集群网络系统，其特征在于，该系统还包括：按照预定策略可以启动替代主分发器的备用分发器，所述备用分发器启动替代主分发器时，通过网络与所述用户端以及所述执行服务器连接。

6.如权利要求5所述的集群网络系统，其特征在于，所述的预置策略是外部控制信号或者接收到主分发器的出错信号时。

7.如权利要求1所述的集群网络系统，其特征在于，所述的主分发器设置为一个，或者多个并联。