Peer-to-peer系統(tǒng)中用虛擬節(jié)點實現(xiàn)負載均衡
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摘要

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展與迅速普及使其成為現(xiàn)代社會傳承文明的重要手段，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大，連入網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備、計算單元的數(shù)量和種類也越來越多。網(wǎng)絡(luò)本身也因“無處不在的計算”而蘊含了大量的資源，如計算資源，信息資源等，這些信息資源在互聯(lián)網(wǎng)中存在著大量的復(fù)制和冗余。如何組織、定位和傳輸這些資源從而合理有效的利用它們?yōu)槿藗兲峁┬畔①Y源服務(wù)成為人們所關(guān)注的焦點問題。
伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算模型也相應(yīng)的從傳統(tǒng)的單機計算模型轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)計算模型，目前的網(wǎng)絡(luò)計算模型主要是C/S、B/S計算模型，這兩種計算模型在海量信息的組織、訪問等方面都不同程度存在著如單點服務(wù)瓶頸、無法抵抗Dos攻擊等問題。Peer-To-Peer（P2P）計算模型正是在此情況下為了解決海量計算單元及其信息資源的合理利用問題而提出的分布式計算模型。在P2P計算模型中系統(tǒng)的所有節(jié)點是對等的，各節(jié)點具有相同的責任，系統(tǒng)中的各個節(jié)點互相協(xié)同來共同完成計算任務(wù)。
為了確保P2P系統(tǒng)的高性能, 那我們就必須研究P2P系統(tǒng)負載均衡，通過合適的利用一切可以獲得資源以及對于內(nèi)容的有效控制來達到。我們追求在所有的節(jié)點中實現(xiàn)公正的負載分布。公正的負載分布暗示著我們確保負載均衡，而必須把不同種的對等點的資源異構(gòu)性也考慮進去。
在我們的模型中，我們使用了“虛擬節(jié)點”，也可以稱之為“虛擬服務(wù)器”這一概念來實現(xiàn)負載均衡的。一個虛擬服務(wù)器看上去就像一個在分布式Hash表下的單個Peer點，但每個物理節(jié)點可以負責多個虛擬節(jié)點，即多個虛擬服務(wù)器。例如在Chord中，每個虛擬服務(wù)器負責一個ID空間的鄰接區(qū)域。但一個節(jié)點可以通過多個虛擬服務(wù)器而擁有環(huán)上的非鄰接部分。把一個負載分成虛擬服務(wù)器的主要好處在于我們可以把一個虛擬服務(wù)器從系統(tǒng)中的任一個節(jié)點搬到另一個節(jié)點上去。這個操作看上去是在分布式Hash表算法下的一次Leave操作，后又接著是一個Join操作，所以能被所有的DHT分布式哈希所支持。相反，如果每個節(jié)點只有一個虛擬服務(wù)器的話，它只能把負載轉(zhuǎn)移到與它是鄰居的節(jié)點上去（例如，在Chord中它的后繼節(jié)點或者前驅(qū)節(jié)點）。即使把負載分割成虛擬服務(wù)器會增加查找路徑的長度，我們相信這個可以把負載從任一個節(jié)點轉(zhuǎn)移到另一個的靈活性對于在DHT的任何負載均衡方案都是相當重要的。在我們的方案中，我們就需要依靠虛擬服務(wù)器的轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)系統(tǒng)的負載的均衡。
即使很多應(yīng)用已經(jīng)在一些基于DHT分布式哈希的P2P系統(tǒng)中所提到過，但哪種應(yīng)用將最終將流行以及在解決傳統(tǒng)工作負載的問題上很少被提到。由于很難完整地提出負載平衡的問題，我們做一些簡化了地假設(shè)，并能夠在實踐中可行地。首先，我們不專門限制于某一種特殊類型的資源（存儲，帶寬或者CPU），我們假設(shè)只存在一種存在瓶頸的資源需要優(yōu)化，第二，我們只考慮一種方案來達到負載平衡，通過從重負載節(jié)點轉(zhuǎn)移虛擬服務(wù)器到輕負載的節(jié)點上去。這樣的方案很適合于在分布式文件系統(tǒng)、帶有Web服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)以及提供動態(tài)HTML內(nèi)容或進行分布式加入操作地地方進行平衡負載【6】。第三，我們假設(shè)在一個虛擬服務(wù)器上的負載是穩(wěn)定的（如同在分布式加入操作中），隨著時間的遷移是不會改變的。有了以上三個假設(shè)之后，我們可以繼續(xù)做以下的工作了。
參考文獻:
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International Conference on Distributed SystemsPlatforms(Middleware), Heidelberg, Germany, pages 329-350, November, 2001.