基于负载均衡的前端解决方案设计与实现

【摘要】当今的互联网和移动互联网上的新应用基本上都是由多种互联网技术组成的解决方案，最热门的就要属云计算、大数据和虚拟化技术了，这些重要的技术组成了功能强大的解决方案为企业和用户提供了大的方便，当然在这些互联网技术组成的解决方案中几乎都存在负载均衡技术的身影。传统的负载均衡解决方案中通常使用单一的服务器端负载均衡，为了进一步提高负载均衡的性能，我在传统负载均衡解决方案基础上进行改进，在传统架构中的代理服务器和负载均衡器之间增加一个软件层。在这个软件层中我们需要实现对客户端和服务器两端来往的包的抓取，解析，模拟运行，修改错误，打印日志，安全检查，并且安全发送等功能。在此将这个软件层命名为fSolution。fSolution使用传统的C/S结构，因为fSolution使用者主要面向程序员和系统管理员等特定用户，并且fSolution具有集成开发环境（IDE）功能，因此需要更注重于界面上的功能操作，这样C/S结构就成为了我的首选。fSolution在编写的时候底层使用C语言与TCL脚本语言跨平台编写，为了开发方便，使用了功能强大的VS2010开发环境进行开发和测试，开发的过程中同时需要在FreeBSD/Linux系统上面进行测试，Windows和FreeBSD/Linux系统上都成功测试通过之后将其部署在UNIX操作系统上。C语言开发底层效率高，可以直接使用指针来实现对内存的操作，方便快捷。Tcl语言是一种命令型的语言，功能很强大，执行效率高，而且Tcl语言是由C语言编写而成，可以与C语言实现完美的结合。IDE界面应用Tcl语言的扩展语言Tk编写，Tk也是命令语言，编写构造控件类似于树的层次结构，一层一层的部署控件，语法高亮，易于学习。构造出来新的IDE和新的语言，新的语言是由Tcl语言封装而得来的，运行在fSolution上，并且构造出新的关键字。在负载均衡设备前应用fSolution，原理是首先从代理端抓取网络包，然后通过有限状态自动机的方法对包的各个段内容进行逐个字符的解析。首先解析网络包的header字段，通过解析header字段获取包的核心内容，如请求还是响应、版本号、Content-Type、Content-Type、Cookie等等；随后将解析完header的包继续解析它的body，HTTP的body是由XML语言构成的，按照XML语言的语法来解析body，获取body中的内容和值，并检查有无语法错误。最后通过解析出来的数据判断包是否完整、是否有效，解析后判断包是否完整，是否有效，将完整的包重新组合，以每个包为单位存放在自己定义的数据结构frame当中，遇到不完整的包进行等待，保存好当前状态，与后面来的数据进行匹配再获取完整的包。对错误的包进行丢弃，继续抓取新的包。将解析完的包的信息进行比对，获取其中有用的数据，并检查有无语法错误。最后一并发送到后端的负载均衡器当中。fSolution配有界面，界面是个IDE，供程序员和网络管理员使用。本期开发的fSolution系统为1.0版本，同时也为今后更高的版本开发预留了接口，未来还需要在防火墙和智能入侵检测方面等领域方面继续研究，同时要进一步提升负载均衡的能力，这些都是未来需要研究的方向。
【作者】李慕；
【导师】申铉京；
【作者基本信息】吉林大学，软件工程，2014，硕士
【关键词】负载均衡；代理服务器；TCL；Nginx；

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