DNS 負荷分散ランキングアルゴリズムの理解

先ほど、DNS 負荷分散の概念をいくつか紹介しました。次に、この負荷分散テクノロジに関連するアルゴリズムとランキングの問題について説明します。これは、サーバー負荷アプリケーションにおいて非常に重要な概念です。それでは、次のテキストからさらに知識を学んでいきましょう。この点に関して、皆さんが問題の概要を理解できることを願っています。

負荷分散アルゴリズム

もともと、負荷分散は、DNS プロキシが、マシンの機能が類似または同一であるマシンのクラスターの概念をサポートできるようにすることを目的としていました。さらに、どのマシンが選択されるかについて特に考慮する必要はありませんでした。このようにして、負荷は実際には同一ではないホストのセット全体に均等に分散されました。マシンは構成と機能が異なるため、より複雑なアルゴリズムが必要です。

「ラウンドロビンアルゴリズム A」は、ラウンドロビン方式でサーバー間でリクエストを均等に分散できます。ただし、リクエストは動的に処理されますが、異なるパフォーマンス特性が認識されないという問題があります。

「負荷平均化アルゴリズム A」は、サーバーの負荷に基づいてリクエストを分散します。この設計は非常にシンプルで、比較的安価です。ただし、このアルゴリズムは、サーバーの構成や機能が異なる状況には対応できません。

「ランキング アルゴリズム A」は、以下に示すように、ユーザー数と負荷平均のリストに基づいています。このアルゴリズムは、最も少ない個々のヒットと最も低い負荷平均に基づいて最適なホストをランク付けするため、より合理的です。このアルゴリズムは、dlbDNS で最適なサーバーを決定するときに使用されます。

WT_PER_USER=100

USER_PER_LOAD_UNIT=3

FUDGE = (TOT_USER-UNIQ_USER)*(WT_PER_USER/5)

重量=(UNIQ_USER*WT_PER_USER)+(USER_PER_LOAD_UNIT*LOAD)+FUDGE

このリストでは、変数名は次の意味を持ちます。

TOT_USER: ログインしているユーザーの総数

UNIQ_USERS: ログインしているユニークユーザーの数（たとえば、ユーザー a とユーザー b は、ログイン回数に関係なく、2 人のユニークユーザーです）

負荷:***1分間の負荷平均を100倍

WT_PER_USER: ユーザーごとにロード

FUDGE: ユーザーが複数回ログインした場合の修正パラメータ

重み: サーバーランキング

dlbDNSの使用

まず、Internet Software Consortium (http://www.isc.org/bind.html) から BIND8.1.2 をダウンロードします (dlbDNS 機能は BIND8.1.2 でサポートされています)。この例では、DNS は dydns.clinux.org にインストールされ、別の Linux ワークステーションでテストされています。設定を確認してください。

この構成では、動的負荷分散に参加するホストを区別するために、DNAME という新しい属性が追加されています。上記の構成では、back1.dydns.clinux.org、back2.dydns.clinux.org、b.dydns.clinux.org が www1.dydns.clinux.org の動的負荷として使用され、hack1.dydns.clinux.org、hack2.dydns.clinux.org、h.dydns.clinux.org が www2.dydns.clinux.org の動的負荷として使用されていることがわかります。

サーバー側アルゴリズム

以下は dlbDNS のアルゴリズムです。サーバーの要求が DNAME タイプの場合、サーバーは次のアクションを実行します。

1. このサービスに参加するサーバーのセットを決定します。

2. 各サーバーとの同期非接続接続を確立して、参加している各サーバーのランキング値を取得します。

3. 返されたランキング値に基づいて最適なサーバーを決定します。

4. エラーメッセージを処理します。

ランキングサービスアルゴリズム

ランキング サービスは、動的負荷分散に参加する各サーバー上で実行されます。アルゴリズムは次のとおりです。

1. dlbDNS からランキングリクエストを受信します。

2. ホストのランキングは、リクエストを受信した時ではなく、1 分ごとに計算されます。応答時間は非常に重要な要素であるためです。

3. ホストランキングが毎分更新されることを確認します。

4. dlbDNS がホストの応答を待たずに UDP インターフェイスを閉じるなどのエラー状況を処理します。

dlbDNS の利点

これについては、これ以上説明する必要がありません。リソースを最大限に活用するだけでなく、DNS を使用して負荷分散を実現するため、FTP や TELNET などのプログラムでも dlbDNS を使用できます。

開発の方向性

現在、gethostbyname システムは BIND コードでは正しく動作しませんが、ホストと IP アドレスのリストを含む構成ファイルを用意することで解決できます。もちろん、よりよい解決策が得られることを期待しています。

2 番目に、ランキング アルゴリズムはまだ完璧ではありません。アルゴリズムはプロセッサの数を考慮できません。CPU とメモリを考慮すると、アルゴリズムはより効果的になります。

3 番目に、Linux サーバーでは、ランキング アルゴリズムは /proc ファイル構造内のファイルを使用しますが、これは動的なバランス構成としか言えず、より強力な設計が必要になります。

注: dlbDNS のソース コードは、http://www.cs.twsu.edu/~hcvillia/acads/project/ から入手できます。