Z-Blog多服务器平衡负载的方法

Z-Blog多服务器平衡负载的方法（共3篇）

Z-Blog多服务器平衡负载的方法 篇1

具体方法是，设定一个新的服务器网站地址(独立服务器或者申请的免费空间都可以)，例如download.williamlong.info，在这个新服务器网站上建立upload目录，将原有的upload文件都复制到这个新服务器下。

然后，要规范博客文章的图片链接结果，在写博客的时候，不要使用绝对地址引用站内图片，例如http开头的图片，而是使用相对地址引用，例如以upload路径开头，

接着，打开FUNCTIONc_function.asp文件，在TransferHTML函数中，找到If Instr(para，“[upload]”)>0 Then这一行(303行)，将之后四行的ZC_BLOG_HOST修改为新的服务器地址。

最后进行文件重建和索引重建，这时候，Z-Blog中文章引用的图片地址就会全都引用新的服务器的地址，这样可以节省原有服务器的负载和流量，从而达到Z-Blog的负载均衡的效果。

目前我已经将我的博客使用这种方式进行了测试，分流的图片服务器是download.williamlong.info，我会观察一下这种设置是否会使得原有服务器运行速度加快。

延伸阅读：

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Z-Blog多服务器平衡负载的方法 篇2

随着电力电子技术的不断创新和发展,多电平变换器在高压大功率静止无功补偿器(STATCOM) 中的应用越来越广泛[1,2,3,4],和传统的两电平逆变器相比,多电平变换器具有无可比拟的诸多优点:克服了电力电子功率器件耐压低的缺点,通过增加级联的模块单元就可提高输出电压等级,利用较低的开关频率就可输出较高的电压波形质量,从而减小了开关损耗[5,6,7],除此之外,由于模块化结构设计,便于组装生产和维护,具有很好的容错能力。

目前在世界各国范围内研究最多的三种多电平变换器是:级联H桥星型接法(cascaded H-bridge converter with star configuration, CHBY),级联H桥角型接 法 (cascaded H-bridge converter with star configuration, CHBD) 和模块化 多电平变 换器 (modular multilevel converter, MMC)[8,9,10]。当这三种多电平变换器应用于高压大功率STATCOM时,它们中的每一个模块单元都需要并联一个大容量的电容,如果不采取任何措施,这些诸多悬浮的电容电压将处于不平衡状态,这将严重威胁着STATCOM的正常安全运行[11,12,13,14]。

本文主要研究这三种STATCOM在电网发生不对称故障和带不平衡负载时对直流侧电容电压的影响,分析它们在电网电压不对称的情况下补偿不平衡负载的能力,通过Mtalab仿真,验证本文理论分析的正确性和有效性。

1CHBY补偿性能分析

1.1CHBY数学模型

如图1所示为CHBY的拓扑结构,在三相三线制系统中,零序电压不会对输出电流造成影响,因此,针对CHBY的控制称之为一维自由度控制,下面的分析中CHBY的三相输出电压忽略了高频谐波电压分量[15]。

式中:uia,uib和uic分别表示CHBY的三相输出相电压;Up、Un和U0分别表示输出相电压的正序分量、负序分量和零序分量的幅值。

当基于CHBY的STATCOM补偿不平衡负载时,三相输出电流可以表示为

式中:ica、icb和icc分别表示CHBY的三相输出电流;Ip和In分别表示输出电流的正序分量和负序分量幅值。

每相吸收的平均功率为

其中:

实际上,当CHBY作为STATCOM进行功率变换时,也要消耗有功功率,功率损耗可以表示为

在稳态运行时,变换器每相吸收的功率必须等于消耗的功率,联合式(3)和式(4)可得到如下方程式成立。

方程式(5)表明总的吸收功率的变化量与Ppp和Pnn密切相关,通过控制Ppp和Pnn可以补偿整个系统的损耗。方程式(3)中的其他变量主要引起功率在三相之间的分配,把式(5)代入式(3)中可以得到每相的功率平衡方程为

通过解功率平衡方程式(6)可得到零序电压幅值为

方程式(7)表明当STATCOM补偿不平衡负载时零序电压的幅值必须非常的高,尤其当正序电流幅值和负序电流幅值比较接近的时候,这在实际工程中是不允许的,因为考虑到整个系统的成本变换器直流侧电压的幅值不可能很高。

1.2CHBY仿真验证

为了验证上述理论分析的正确性,在Matlab/ Simulink上搭建了基于CHBY的STATCOM仿真模型,图2所示为仿真实验波形图。在仿真的开始阶段,STATCOM只补偿无功功率,CHBY三相直流侧电容电压之和处于平衡状态,并且零序电压的幅值很小甚至忽略不计。从0.3 s开始STATCOM不仅要补偿无功功率而且要补偿负序电流,此时模块单元直流侧电容电压开始迅速偏离参考值并且零序电压也在不断增加,系统处于不稳定状态。因此,基于CHBY的STATCOM不适合补偿不平衡负载,这和前面的理论分析是一致的。

2CHBD补偿性能分析

2.1CHBD数学模型

图3所示为CHBD的电路拓扑结构图,对于三相之间的电压平衡来讲,零序电流可以称之为一维自由度[16,17]。在考虑不平衡情况下,三相电网电压包含正序电压和负序电压,不平衡负载电流也包含正序电流和负序电流,因此,CHBD的三相输出电压和电流可表示为

式中:uiab、uibc和uica分别表示CHBD的三相输出线电压;Ulp和Uln分别表示输出线电压的正序电压幅值和负序电压幅值。

式中:icu、icv和icw分别表示输出CHBD的三相输出电流;Ilp、Iln和I0分别表示输出电流的正序、负序和零序电流幅值。从式(1)、式(2)和式(8)、式(9) 的对比中可以发现,星型接法中含有零序电压分量, 但不含有零序电流分量,而角型接法恰恰与其相反。

根据上节中根据CHBY类似的分析方法, CHBD吸收的功率可以通过式(8)和式(9)计算得到, 根据功率平衡,零序电流幅值可表示为

方程式(10)表明当电网电压发生严重不对称时,零序电流的幅值可以达到很高的值,尤其当电网正序电压幅值和负序电压幅值比较接近的时候。 实际上,功率开关管的通流能力是有一定限度的, 以目前的电力电子技术水平功率开关的通流能力不可能很高。所以,基于CHBD的STATCOM在电网电压发生故障不对称的情况下由于受到开关管通流能力的限制不能很好地补偿不平衡负载。

2.2 CHBD仿真验证

图4所示为基于CHBD的STATCOM的仿真实验波形,在0.3  s之前STATCOM能很好地补偿无功功率。在0.3  s时刻,电网发生故障导致电网电压严重不对称,流过角型闭合回路的零序电流迅速增加,并且三相之间的直流侧电压不再保持平衡,系统处于不稳定状态,这也和前面的理论分析是吻合的。

3MMC补偿性能分析

3.1MMC数学模型

MMC的主电路拓扑结构如图5所示,当考虑电网电压不对称的情况和补偿不平衡负载时,MMC

三相输出电压和电流可表示为[18,19]

式中:us,a、us,b和us,c分别表示MMC三相输出电压;Up和Un分别表示输出电压的正序和负序电压幅值;ic,a、ic,b和ic,c分别表三相输出电流;Ip和In分别表示电流正序和负序幅值,可以看出MMC的输出电压和输出电流中均不含有零序分量,这是由于MMC的拓扑结构决定的。

MMC拥有两个或者三个自由度为环流提供闭合回路,总的直流侧电压和直流环流成分平均在三相之间分配,考虑由直流环流成分引起的功率变化, 则MMC每相吸收的功率为

与方程式(3)相比,方程式(13)多了由直流环流成分引起的功率Pdc,x(a,b,c),Pdc,x(a,b,c)的表达式如式(14)所示。

MMC稳态运行时,MMC交流侧功率和直流侧功率处于平衡状态,根据方程式(13)、式(14)可得直流环流表达式为

式中,E表示总的直流母线电压,方程式(15)表明由于E的值比较大,即使在电网电压严重不对称的情况下补偿不平衡负载时,环流依然很小甚至可以忽略不计。

3.2 MMC仿真验证

图6所示为基于MMC的STATCOM仿真实验波形,在0.3  s之前,电网电压处于平衡状态MMC可以用来补偿不平衡负载。在此种情况下,可以通过引入微小的直流环流使每相的直流侧电容电压很好的处于平衡状态;在0.3 s时刻电网电压发生严重不对称,电网电压正序分量和负序分量几乎相等, MMC系统依然用来补偿不平衡负载;在此过程中可以看出,电容电压平衡控制算法依然有效,每相的直流电压经过短暂的微小波动后又恢复平衡状态,在如此严重不平衡的情况下,直流环流成分依然在可以接受的范围内。因此,基于MMC的STATCOM即使在电网电压发生严重不对称故障时依然可以很好地补偿不平衡负载。

4结论

本文首先对三种主要的多电平变换器级联H桥星型接法,级联H桥角型接法和模块化多电平分别建立数学模型 并进行了理论分析 , 然后通过Matlab/Simulink进行仿真分析验证了理论分析的正确性。最后得出结论:基于CHBY的STATCOM不适合补偿不平衡负载;基于CHBD的STATCOM在电网电压正常时能很好地补偿不平衡负载,但是当电网电压发生故障不对称时补偿不平衡负载的性能迅速降低;基于MMC的STATCOM无论是在电网电压正常还是故障不对称的情况下都能很好地补偿无功电流和负序电流。

摘要：为了准确分析级联H桥星型接法变换器、级联H桥角型接法变换器和模块化多电平变换器在电网故障情况补偿不平衡负载的能力,根据功率平衡原理分别建立了这三种多电平变换器的数学模型进行对比分析,并得出结论:基于级联H桥星型接法的STATCOM不适合补偿不平衡负载。基于级联H桥角型接法变换器的STATCOM在电网电压正常时能很好地补偿不平衡负载,但是当电网电压发生故障时补偿不平衡负载的性能迅速降低。基于模块化多电平变换器的STATCOM无论是在电网电压正常还是故障不对称的情况下都能很好地补偿无功电流和负序电流。最后,基于Matlab/Simulink仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性。

Z-Blog多服务器平衡负载的方法 篇3

摘 要：校园网有多个出口时，均衡使用各出口带宽是高校网络信息部门关注的问题，而由于网络的互联互通，高校在采用均衡线路方法的同时往往会降低用户上网体验。针对这种情况，作者提出多系统协同的网络负载均衡方法，通过分析校园网体系结构、用户群体分布以及网络流量构成，调整核心设备配置、规划策略路由实现目的地址选址和应用选址相结合的链路负载均衡，并设计基于用户行为的DNS资源调度算法引导HTTP流量，解决负载均衡下带来的网络抖动问题，通过具体高校校园网环境测试，实验结果表明，原流量低的出口线路得到了有效提升，整体线路得到均衡，并拥有良好的用户体验。

关键词：网络负载均衡；应用协议识别；用户行为分析；流量控制；DNS

中图分类号：TP393.1 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）04-0085-05

随着无线校园网的迅速普及，师生员工对网络的依赖性越来越高，对高速、稳定的网络需求越发迫切，为了解决校内外带宽瓶颈问题，高校也逐渐将校园网主干线路升级到万兆，并接入不同运营商的线路来实现网络出口的扩容。

在实际应用中，多网络出口高校的各条线路流量并不能达到预期中的效果，往往流量集中于一条线路，造成过载，而其余线路处于空闲状态，使用网络负载均衡设备虽然可以解决过载与空闲的问题[1-7]，让线路看上去均衡，但很容易失去多出口线路带来的最大优势，发往归属于某运营商的数据包受负载均衡影响，需要从其他运营商的线路出去，经过绕行，才能到达目的地，用户的上网体验感会明显下降。

本文提出了一种基于多系统协同的网络负载均衡方法，在解决线路负载均衡的同时，保障网络质量不受影响。

一、问题描述与分析

多出口是高校普遍采用的网络策略，此策略具备优点的同时，集中性的问题也较多，在绝大多数高校校园网中比较普遍。现以某高校为例进行典型性分析。某高校目前校园网有电信（1G）、联通（100M+200M）、教育网（1G）、移动（1G）以及长城宽带（1G，只提供视频镜像服务）出口，总可用带宽为4.3G，校园网采用扁平化三层架构部署[8 -9]，有线用户使用PPPOE拨号认证，无线用户使用802.1x准入认证和Portal准出认证。

这是一个典型且复杂的多出口网络，涵盖了大多数的高校出口模型。从网管系统中获取到各线路的负载情况，如表 1所示，优质带宽的快速消耗导致校园网不仅在晚高峰期近乎无法使用，白天工作时间也不断出现网页打开缓慢的问题。

显而易见，电信、联通线路已经满负载在运行，而其他线路，在不同的时间段，流量都较小且变化小，做出的贡献值也偏低。

为了缓解校园网目前所遇到的问题，高校会采用智能流控设备对流量进行控制，保障Web应用流量，限制单用户并发数和带宽，策略实施后，线路负载如表 2所示。

从数据上看，电信、联通线路负载得到了明显的降低，其他线路未见明显变化，虽然在一定程度改善了网络拥堵情况，在高峰期能保障网页的正常浏览，但仍有大量线路资源处于空闲状态。

对于校园网用户，体验网络的质量可以从两个角度分析：①上网、游戏、视频流畅不卡，即带宽有保障，链路稳定；②下载速度快，即能充分享受带宽，当这两个需求叠加在一起时，对带宽有限的校园网而言，形成矛盾关系。分析并总结各个运营商提供的线路以及目前状态，如表 3所示。

从表3中可见，大量的带宽并没有被有效利用起来，进一步检查校内权威DNS的配置信息，当前校内DNS配置为向教育网递归，这是高校一般的配置，而教育网返回的域名对应的地址以属于联通、电信居多，从而也得出降低拥塞线路需要解决DNS递归解析问题[11 -13]。

从流控设备中取得应用排名信息，如表 4所示，可以发现P2P流量在网络流量中占比最大，结合表 1数据，正是这部分流量消耗了优质线路的宝贵带宽，造成用户不仅上网不稳定，而且下载缓慢，互相争抢有限的优质带宽，恶性循环越发严重。

表 4也表明，稳妥的处理好P2P下载流量，才能恢复网络的畅通，是负载均衡实现的先要条件，基于以上分析，本文提出了基于多系统协同的负载均衡方法。

二、多系统协同的负载均衡方法

通过上述分析研究，并考虑到现有核心架构，通过三种途径共同作用来实现网络负载均衡，并解决负载均衡中遇到的网络抖动问题。

1.校园网核心重新部署

核心链路升级改造是为了给负载均衡的实现提供必要的硬件支撑。

改造后的核心拓扑如图 1所示，部署方案如下：

（1）部署2台万兆防火墙并作为出口路由设备，防火墙以主备模式部署，在最前端配置一台交换机，划分VLAN，将各出口线路一分为二，分别接到防火墙，解决网络出口稳定性问题。

（2）核心设备之间的链路由千兆捆绑升级到万兆互联，解决物理层次的瓶颈以及因捆绑而造成的设备部分功能受限问题。

2.系统协同配置方法

在负载均衡方法上，整体思路为实时应用采用目的地址路由，数据包不跨运营商线路；p2p下载、p2p影音采用应用协议路由，指定具体出口线路；DNS划分不同转发区，引导网络流量，并解决网络抖动问题。具体配置方法如下所述：

（1）在出口防火墙上面写入静态路由，根据IP目的地址选择合适的运营商线路；依据应用识别的结果，制定策略路由，将P2P下载、P2P影音的数据包按线路负载引流到教育网出口和移动出口。

策略路由配置命令如下：

FireWall_1（M）（config）# pbr-policy cernet

FireWall_1（M）（config-pbr）# match id 5

FireWall_1（M）（config-pbr-match）# nexthop 172.16.255.53 112.25.223.97

Building configuration..

配置命令生效后，查询配置结果如图 2高亮行所示。

（2）校内DNS服务器的递归请求默认通过移动线路发送到移动的DNS服务器进行解析；定义多个DNS转发区，教育网域名以通配符识别方式发送到教育网DNS解析；视频站点域名发送到长城宽带DNS服务器解析；因DNS默认递归由教育网变更为移动造成网络抖动的域名地址发送到电信DNS解析，出口线路选择由防火墙配置的静态路由进行支持，对应关系如表 5所示。

（3）修改缓存设备配置参数，改进主动和被动缓存触发因子，优化资源淘汰调度算法以及服务对象，并进行集群部署。

（4）流控设备透明接入到防火墙和核心设备之间，配置限制单用户会话数总量和新建速率，预防DDOS攻击等可能对网络设备造成的性能影响，并根据需求在设备上做临时性的保障限制策略。

3.DNS资源调度优化算法

当DNS返回的IP地址在移动地址段中，由于线路质量问题，访问部分站点会不稳定，即上文所述的网络抖动，可以通过用户反馈手工搜集这些站点，写入到电信转发区，但工作量不仅大而且用户评价不好。本文提出了基于用户行为的DNS资源优化调度算法来解决这个问题。结合站点请求解析次数、在Alexa网站中的排名以及是否拥有运营商镜像等因子进行分析计算，将满足要求需要保障的域名解析写入到电信转发区中。

算法描述：

定义网站域名集合D，移动地址段M，被解析站点域名d，d∈D，域名被请求解析次数m，在移动DNS中解析出来的地址p。

当p∈M，则统计校园网到地址p的时延数据，并计算平均时延t。

定义Δ，表示每一个域名在当前线路需要被调整的系数，由网络稳定性、时延性以及由归一化后的请求次数α计算所得，Δ值越大，表明越需要进行调整，其中

α=■（1）

Δ=（1+■■（tj-■）2）×■× α （2）

在p∈M的条件下，将域名d发送到电信DNS进行解析，并计算Δ'，得到电信线路的调整系数。

定义λ=Δ-Δ'，λ为二者距离，定义调整阙值β，β>0，当λ>β时，参考Δ初始值并结合实际访问感受，将对应域名迁移到电信保障转发域中。

三、实验分析

选取了某个时刻的域名请求排行，收集时延信息，并分别予以计算Δ和Δ'，如表 6所示。

由实验数据结合实际访问网站感受进行分类，经验数据表明，当网页打开速度有明显变化时，即可考虑将该域名解析进行迁移。

通过多系统间的协同调整，在没有限速的情况下，目前各出口线路使用状况与调整之前对比如图3所示，各线路都在较高负荷中运行，视频服务出口线路因提供有限服务，从而流量不会很高。通过对百度贴吧、学校BBS论坛等信息的观测，校园网用户普遍反应目前使用校园网进行页面浏览、游戏的质量以及下载速度得到了很大的提升，达到了预期的网络负载均衡效果。

经过调整后，校园网下行带宽利用率得到了明显提升，如图 4所示，非高峰期流量已经突破调整前的晚高峰流量。

在出口防火墙上面观察，P2P应用已经从教育网、移动线路上分流；电信、联通线路上以Http应用和其他TCP协议为主，如表 7所示。

为了验证每个用户在电信、联通线路中带宽占用情况，在流控设备上进行单用户带宽限制测试，当非P2P应用的带宽限制依次设置为10Mbps、6Mbps、4Mbps时，发现电信、联通线路下行流量变化不明显，即单个用户在优质线路上的带宽占用率不显著，而3万多校园网用户决定此线路会在高负荷下运行。

在负载均衡方法中，将缓存设备也作为一个重要的因素予以考虑，策略调整后缓存设备也发挥了明显的作用。在缓存磁盘全部格式化清空后，设备用了约7天左右的时间进行高速缓存，如图 5所示；稳定后，为校园网用户提供约300Mbps的流量服务，进一步降低了出口压力，如图 6所示。图 5和图 6中实心区域为回源流量，线条为服务流量。

实现高校多出口网络的负载均衡，首先需要知道各学校网络的流量构成，比如总体而言，文科院校视频流量会相对较高，而理工科院校点对点下载的流量会很高，一般负载均衡设备从线路的角度出发，前提也基于线路质量是等价，在高校特殊的网络中直接应用可能带来相反的效果。本文针对特定的网络场景，不但平衡了线路流量，还提升了线路利用率，并提出一种解决网络抖动的方法，经实验验证，达到了预期的效果。

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[3]王云岚，李增智，薛军等.基于DNS的负载均衡算法研究[J].计算机工程与应用，2002（4）：11-13.

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[9]张志成，邹仁明，张晓.基于冗余架构的校园网多出口系统的设计与实现[J].计算机科学，2012，39（10）： 219-222.

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