南京工程学院科研基金项目申请评审书.doc

项目类别学科代码项目编号一般项目520.401南京工程学院科研基金项目申 请 评 审 书 学 科 门 类：计算机科学技术 项 目 名 称：Linux集群系统任务调度策略设计 项目 负责人：杨雪 所 在 部 门：工程基础实验与训练中心 填 表 日 期：2010年6月10日南京工程学院制填 表 说 明1.申请书为南京工程学院科研基金项目的主要文件，一经批复，即作为立项依据。各项内容须认真填写，表内栏目不能空缺，无此项内容时填“/”或“0”。2.申请书各项内容应实事求是，表达要明确、严谨。外来语要同时用原文和中文表达，第一次出现的缩写词，须注出全称。“项目名称”字数不超过25个字。3“学科代码”，请使用国家技术监督局于1992年11月1日发布的学科分类与代码（GB/T13745-92）。4.封面上的学科门类填该项目所属的一级学科， 项目基本信息表上所属学科填该项目所属的学科领域，即三级学科，没有三级学科的填到二级学科。封面右上角的项目类别和学科代码与项目基本信息表相同。封面右上角的项目类别和学科代码由申请者填写。5.人才计划指获得校级及以上人才工程培养计划者。6.申请书及附件等书面材料均用A4纸双面打印，左侧2钉装订，封面装订为纸质，请勿用其它封面及装订形式。 一、项目基本信息：项目概况项目名称 Linux集群系统任务调度策略设计项目类别CA.重大项目 C.一般项目B.重点项目 D.自筹经费项目E 引进人才科研启动基金项目研究类别BA.基础研究B.应用基础申请经费0.3万元学科代码520.401学科名称 软件理论 起止年限2010 年 6 月 至 2012 年 6 月项目负责人姓 名杨雪性 别女出生年月1982.4身份证 位硕士学位授予学校/时间2006.7职称讲师人才计划/联系电话（手机-所在学科/研究方向计算机软件与理论所在单位所在部门工程基础实验与训练中心参加单位工程基础实验与训练中心项目组总人数高级中级初级博士生硕士生参加单位数5/23/41主要参加人员姓 名职 称学 位学科专业工作单位项目分工签 名杨雪讲师硕士计算机软件与理论工程基础实验与训练中心主要负责人邱航讲师硕士电路与系统工程基础实验与训练中心算法研究与调试严奎助教硕士控制工程与控制理论工程基础实验与训练中心算法研究与调试陈国军助理实验师硕士模式识别与智能系统工程基础实验与训练中心实验调试周芸助理实验师学士电气工程及其自动化工程基础实验与训练中心实验调试主要研究内容及技术指标（限200字）研究Linux下负载均衡集群系统的原理、技术、思想，并对现有的Linux负载均衡算法进行改进，使之能更好地应用于生产实践 。本研究主要针对Linux集群系统的任务调度策略方面进行研究和改进，集群系统采取Linux虚拟服务器（LVS）解决方案，通过研究和分析现有LVS系统中的负载均衡预算法的不足，提出一种改进的算法以提高整个集群系统的性能和效率，并在实验室机房进行实验验证，提高实验室多机房计算机的运行效率。主题词（不超过3个）负载均衡，虚拟服务器，集群 二、立项依据（包括项目研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势，并附主要参考文献及出处）互联网用户数和网络流量的迅速增长，对网络服务器的可扩展性和可用性提出了更高的要求，传统的单服务器模式已不能应对不断增长的负载，高性能服务器集群系统将成为实现高可扩展、高可用网络服务的有效体系。Linux是当今发展最为迅速并引起相当关注的操作系统之一。随着人们对Linux服务器依赖的加深，用Linux集群技术构建网络服务器就成为了未来网络服务器的一个发展方向。虚拟服务器（LVS）技术虽然在国内外的许多系统中得到了应用，但是其技术却远未成熟，许多关键技术的研究还停留在探索阶段。用集群技术构建网络服务器的基本思路就是把原先独立的服务器通过网络的技术连接起来，作为一个整体（集群系统）对外提供服务，并且要把达到的服务请求分配到集群中的各台服务器上，让它们均衡的分摊负载，缩短对访问的响应时间。在集群系统的构建中其和核心问题是实现服务器间是负载均衡，它直接关系到集群系统的系统性能和可扩展性及可用性。参考文献：lSrmlVaSan Seetharman.IP over DWDMURL：http:/www.cisohio-stateedu-/ain/cis78899/ip_dwdm/2J Lucent Technologies.Web ProForum tuIorial:DwDM.6，2004，URL：lacrobatldwdmpdf43Yahoo Inc,The Yahoo Directory and web services,URL:/4Dell Inc.URL:http:/www.delcom/5LI Bin,REN Guo-lin.Analysis of Linux Kernel Based on SMP JMicrocomputer Development,2006,(1)6HE Jia-Hua，CHEN Guo-Liag,SHAN Jiu-Long.How to Measure Scalability of SMP ClusterJJournal of Software,2004,(7)7xu Qingui,Li Yong.Research on Performance Evaluation of Embedded SystemsJ.Journal of Dongguan Institute of Technology 2005,(1)8Xiong Shengwu,Wang Lu.Key Technologies used For Construct High-performance Computer Cluster SystemJ.Control&Automation，2006,(3)9许广斌基于Linux的集群系统一典型系统小结及评测标准，URL：developerWorks/cn/linux_cluster/part4/index.shtml10Linux HPC Cluster Installation,IBM,Redbooks,URL：/11Wen Xiaofei，song Zongbo.Performance Evaluation of High performance computer ClusterJ.Journal of Wuhan Automotive Polytechnic University,2005,(4)11】Michal J.F1ynn,/IAB/Flynn.html12Frank Lindemann, “Build scalable,available and affordable server clusters”.URL：/turbolinuxser/13章文嵩.Linux服务器集群系统，URL：/developerWorks/cn/linux/cluster/lvs/part14Jeremy.“Linux:Distributed Lock Mana”.URL:/node/5119三、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题针对Linux集群系统的任务调度策略方面进行研究和改进，集群系统采取Linux虚拟服务器(LVS)解决方案，通过研究和分析现有LVS系统中的负载均衡预测算法的不足，力争寻求一种改进的算法以提高整个集群系统的性能和效率。主要考虑从以下几方面开展工作：1寻找一种新的负载均衡算法：使得服务器的负载分配更加合理，对外界环境的变化具有更强的适应性。2深入分析虚拟服务器（LVS）集群软件源代码，对LVS软件的工作机制、实现方式、软件结构、通讯机制等熟悉了解之后，将新算法加入到LVS集群软件中。3研究虚拟服务器（LVS）中现有的三种IP负载均衡技术，详细地比较了这三种方法的优缺点后，确定出采用的LVS结构。4需找合适的系统冗余保护途径，提高系统响应速度。5利用测试工具进行了大量负载均衡测试，并以工程基础实训中心现有的多个机房计算机作为实验对象，测试改进后系统的性能改善程度。四、课题的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析本课题主要采用理论研究与计算机软件仿真和具体实验相结合的方式开展研究。利用现有的教学条件，已基本具备开展该项研究的硬件环境，只需加以软件配合、配置适量硬件连线，就可进行仿真实验。拟采取以下实验方案：1、通过对现有的三种负载均衡模式的研究，比较出各种模式的优缺点，为改进的负载均衡算法提供理论支撑和辅助。2、利用虚拟服务器（LVS）集群软件，将改进的负载均衡算法加以应用。3、利用机房计算机，搭建实验平台，创建相应软件环境，对系统进行负载压力测试。4、利用实验数据，比较改进效果，得出结论。五、项目创新点力争改进现有LVS系统中的负载均衡预测算法的不足，提高服务器系统的效率，使实训中心各机房计算机达到更加高效和稳定的控制效果。六、申请人及主要成员近三年以来与本课题有关的主要研究成果（含项目、获奖、论著等）基于PCA的软件缺陷预测方法 计算机应用研究2008年改进的PCA软件缺陷预测方法 南京工程学院学报2008年七、项目具备的研究工作条件和基础（包括前期研究工作基础，已有研究成果，现有的主要仪器设备、研究技术及协作条件等）把多台同构或异构的计算机通过网络连接起来，用于完成特定的任务的系统称为集群系统。集群系统中的计算机称为“节点”。因此，也可以说，集群系统是通过高性能网络所组成的节点的集合。对集群技术的研究主要集中在解决以下三类问题：(1) 如何在高负载情况下保持系统性能的稳定?(2) 如何在突发系统故障情况下保证系统不停机?(3) 如何在需要扩展系统能力时能够既方便又保护原有的投资?所采取的相应解决技术方案为：(1)使用多种优化分配算法和转发机制实现负载均衡，将用户请求均衡分配到各个节点进行处理，结果回送用户；(2)容错机制负责自动监测故障，当监测到某一节点发生故障时，将其从集群中暂时移出，并不再向该节点分配用户请求，当此节点恢复正常后，再将其恢复加入集群中；(3)保证高扩展性，当添加一或若干新的节点到集群网络中时，只用修改配置文件和状态文件，不必对系统作太多的修改。工程基础实验与训练中心现有计算机机房7个，并还计划扩建该类机房，为开展实验提供了很好的硬件设备。八、项目进度安排、达到的目标和预期进展 2010年6月至2010.年9月 收集资料，了解项目背景，准备开题2010年9月至2011年6月 重点研究改进的负载均衡算法2011年6月至2012年1月 在实验系统上仿真实验2012年1月至2012年3月 在实验机房进行测试实验2012年3月至2012年6月 准备结题九、预期研究成果、考核目标1、发表论文一至两篇2、在实验系统上实现负载均衡算法的仿真结果 十、经费概算： 0.3万元 支 出 科 目金 额计 算 根 据 及 理 由参考资料，书籍，软件500实验配套设备500论文版面费1500结题费500总经费 3000元，其中申请经费 3000 元，自筹 0 元所在部门意见（课题的意义、课