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专利号: 2021102639005
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有Nginx负载均衡技术的系统,其特征在于:包括Nginx服务器和由若干个Web服务器组成的Web服务器集群,用户向Nginx服务器发出请求后,Nginx服务器接受到来自客户端的请求后收集每个Web服务器的负载信息并将其存储,并进行信息处理,选择出最适合的Web服务器;

所述的Nginx服务器接收并处理用户发起的动态请求,包括负载信息收集模块和信息处理模块。

所述的负载信息收集模块,周期性接收并收集各个Web服务器的负载信息并将其存储在数据库服务器中,所述的负载信息包括CPU利用率、内存利用率、网络利用率和磁盘利用率的指标。所述的数据库服务器为缓存数据库Redis。

所述的信息处理模块,从负载信息收集模块中获取每个web服务器的负载信息,通过预先配置的动态负载均衡算法,计算各Web服务器的权重。

所述的动态负载均衡算法是在Nginx加权轮询算法的研究基础上提出的一种动态自适应负载均衡算法。具体实现过程如下:令n个指标为X1,X2,...Xn,k台Web服务器,则归一化值为Y1,Y2,...Yn,其中Xi={xi1,...,xik}代表第k台服务器第i项性能指标,由于指标的度量单位不一致,因此必须首先将数据归一化。它使用Min‑max归一化将结果值映射到[0,1]。归一化计算公式如下,其中Yij是服务器j的性能指标i的归一化值:服务器j的第i项性能指标的比例为 每个性能指标的信息熵为E1,E2,…Eb, 各个性能指标的权重为

将Cj、Nj、Dj、Mj定义为服务器节点j的剩余CPU性能、网络带宽剩余性能、磁盘剩余性能和内存剩余性能,TC、TN、TD、TM为所有服务器节点的剩余CPU性能,网络带宽性能,磁盘性能和内存性能。对于任何服务器节点j,其初始权重为 计算公式如下,参数Arg是为了对上述计算所得的结果取整:

当web服务器集群处理大量的HTTP请求时,由于请求中分配的请求量和需要处理的数据量很大,一些节点会处于高负载状态,一些节点会处于低负载状态,这使得web服务器集群的性能不能得到充分利用。有必要实时监控web服务器节点的负载,并调整节点权重。但是,计算节点权重往往会消耗太多的计算机资源,因此使用下面的公式来计算当前服务器节点的负载。

Uj=Wcpu*Cj+Wnet*Nj+Wio*Dj+Wmem*Mj   (3)Uj是当前web服务器节点的总体剩余性能。通过设置两个阈值H和L,来判断web服务器负载情况。当Uj≤H时,表示当前web服务器j处于高负载状态。当web服务器j的Uj≥L时,确定当前服务器节点j处于低负载状态。

Fj为当前web服务器节点在web服务器的所有节点中的剩余性能比率。服务器节点权重可以调整如下:

通过权值调整,改善了服务器节点负载不平衡的情况。但是,加权的不平衡通常是由短时间内的高并发访问引起的。因此,当不存在高负载节点时,服务器节点权重将逐渐调整为初始权重。

所述的Web服务器集群,由多个web服务器组成,用于处理来自客户端的不同的请求。