本站原创摘 要：Apache Web怎么写作器一般采用单变量模型,处理多优先级延迟保证时需多次建模,可扩展性不佳.为此提出一种Web怎么写作器多输入多输出（MIMO）模型,并结合分散控制理论和自校正控制（STC）理论设计分散自校正控制器.该控制器动态调节处理不同优先级请求的工作线程数目,能保证较高优先级请求更快得到处理且维持不同优先级请求的平均延迟比为设定值,模型和控制器参数根据在线辨识结果实时更新.仿真表明,过载情况下即使并发客户连接数目急剧变化,闭环系统中的怎么写作器仍能维持较好的比例延迟保证.
关 键 词 ：分散控制；自校正控制；Web怎么写作器；比例延迟保证；在线辨识
0 引言
怎么写作质量（Quality of Service, QoS）[1]作为一种控制机制,可以针对不同用户或不同数据流采用相应的优先级,也可以根据应用程序的要求保证数据流的性能达到一定的水准.QoS提供三种怎么写作模型：尽力而为怎么写作模型（BestServ）、综合怎么写作模型（IntServ）和区分怎么写作模型（DiffServ）.其中,区分怎么写作较易实现且扩展性好.比例延迟区分（Proportional Delay Differentiated,PDD）[2]属于QoS区分怎么写作模型范畴,可定义为：网络中数据流可划分为n个优先级,其中第i（1≤i≤n）个优先级的区分参数为pi,平均延迟时间为di,则在网络繁忙时应保证di/dj等于pi/pj（1≤i≤n,1≤j≤n）成立,其目标是保证在任意负载强度下,较高优先级的数据流比低优先级数据流拥有更佳的性能.在怎么写作器端,客户连接的延迟时间[2]定义如下：怎么写作器过载情况下,客户程序经过TCP/IP三次握手与怎么写作器在tc时刻建立连接,怎么写作器在td时刻将此连接交给空闲工作线程处理,忽略网络传输过程中的延迟,则客户端延迟时间可记为t等于td-tc.
通过更改怎么写作器系统的体系结构,将PDD控制机制引入怎么写作器以实现QoS的方法得到了广泛的研究.文献[3]最先提出应用反馈控制方法实现Apache怎么写作器相对延迟保证；文献[4-5]引入前馈控制和排队模型,实现了相对和绝对延迟保证.以上方法均局限于Linux平台.
文献[6]通过修改Apache怎么写作器WinNT MPM[7]模块将文献[3]中的方法推广到了Windows平台.
但是文献[3-6]中的方法中反馈控制器参数固定不变,实时控制效果一般.
文献[8-9]利用自适应接纳控制,动态调整怎么写作器接纳请求的时间长度,使Apache怎么写作器在过载情况下更有效地控制系统资源,有效提高QoS；文献[10]提出Apache怎么写作器单输入单输出（SingleInput SingleOutput, SISO）自适应参考模型,描述怎么写作于不同等级客户的工作线程数量比与其连接延迟比之间的关系,并实现怎么写作器的比例延迟保证,但需要建立多个SISO模型,且不同客户线程变化量的计算彼此相互依赖,既容易造成误差积累,也无法实现并行计算.在此基础上,本文提出改进的Apache怎么写作器MPM模块的多输入多输出（MultiInput MultiOutput,MIMO）模型,建立了不同客户线程与总线程的比值与其延迟与总延迟比值的联系,利用分散控制的思想,将MIMO系统分解成互相关联的SISO子系统,并根据分散控制的特点,对各子系统设计自校正比例积分微分（ProportionalIntegralDerivative,PID）控制器,最大限度消除关联项的影响,实现满足不同客户延迟比的并行分散控制.最后,在仿真测试中验证了该方法的控制效果.
1.Apache WinNT MPM模块
自1996年4月至今,Apache怎么写作器一直是市占率最高的Web怎么写作器.WinNT MPM是Windows平台下Apache唯一使用的MPM.它的特点是不使用进程而使用线程作为基本的执行单元,并且运行过程中线程的数目固定不变.WinNT MPM默认只创建一个完成端口,来自客户端的怎么写作请求不分优先级,依照其在监听队列中的顺序依次进行处理.如图1所示（检测设存在A、B两类客户）,通过增加创建完成端口的数量,并引入优先级分类器,将不同优先级的怎么写作请求分别投递到相应的完成端口；然后设计控制线程,调整阻塞在不同完成端口线程的数量.在怎么写作器满载或过载情况下,线程数量越多,则该完成端口处理请求速度越快,连接延迟越低,即在WinNT MPM模块内部实现PDD机制.
5.结语
针对现有SISO延迟比模型在实际应用中的局限,本文提出Apache WinNT MPM模块的MIMO模型,并针对MIMO模型设计了分散自校正PID控制器,使控制过程中各类别用户线程数量变化量可以实现并行计算.实验表明,即使负载发生突变,控制器作用下的怎么写作器仍能有效地维持两个类别客户的延迟比,且自校正控制器取得了比传统PID控制器更好的控制效果.下一步工作分为两方面：一是根据实验中发现的问题与不足,寻找合适的性能指标,建立更加精确的等效模型；二是寻求分散控制应用到Web怎么写作器集群中以实现比例延迟保证的方法.