云环境下微服务的动态部署研究

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随着互联网和云计算的快速发展,企业应用逐渐从单机迁移至云平台,云计算环境高可用、弹性伸缩的特点推动着Web应用架构模式从最初的单机架构变为现在流行的微服务架构,有效降低了企业应用的开发时间,提高了应用的容错性、扩展性及按需部署的能力。但随着业务的复杂和微服务数量的不断增加,微服务在云环境的动态部署过程中也存在诸多问题:1.由于微服务架构的松耦合性,每个微服务都可使用团队擅长的开发语言开发并独立部署和扩展,在部署时不可避免地处理对软硬件环境的依赖。2.为了降低微服务间的耦合度,一般采用轻量级的消息传递机制(如RESTful风格的HTTP API方式通信),由于微服务架构的粒度较小,一次业务请求通常会对多个微服务进行调用,这种远程通信机制可能出现响应延迟、服务繁忙或目标不可用等故障问题。3.微服务在物理上是一种小粒度的独立模块,但在逻辑上存在依赖关系,且通常为多层次依赖。为了保障用户的体验,服务提供商一般会在负载较高时动态部署一定的冗余服务,并在负载较小时减少一定的服务以节约资源。但多层次的依赖的微服务架构下这种机制难以掌控,何时增加或减少微服务的数量及增加或减少多少微服务的数量难以确定,由此可能会导致系统频繁地增加或减少微服务的动态部署,而频繁的动态部署会降低整个系统的稳定性,进而SLA难以得到保障,同时也存在一定的资源浪费。本文分析了云平台的特点并深入研究了微服务部署时的关键技术以及部署过程中存在的难点,提出的算法通过结合云计算和容器化技术的优势可在用户无觉察的情况下合理、有效、自动地对微服务进行动态部署,在微服务出现故障时能够及时发现并将其修复,在最大程度上保证了系统的稳定性并降低了企业成本。本文的主要工作如下:1.为了降低微服务对软件环境的依赖,使用Docker容器包装微服务及其运行时环境,在此基础上提出微服务池模型。池模型的建立保证了微服务实例一定数量上的冗余,也可在部分微服务繁忙或不可用的时候及时发现并快速修复故障,解决了远程通信机制带来的局部微服务不可用问题。2.为了解决云计算环境中微服务在负载改变时频繁动态部署的问题,提出了一种面向SLA的微服务动态部署方法。建立微服务动态部署描述模型,在微服务与其依赖之间赋予依赖权值,并给出依赖权值的动态更新机制,通过监测依赖权值的变化准确定位需要动态部署的时机,然后根据依赖权值部署相应数量的多层依赖。该方法提升了SLA的服务保障,降低了服务提供商违约的风险。最后通过实验验证文中相关模型及算法的有效性,分析并对比了实际部署效果,在理论上本文提出的模型及算法可作为云环境下微服务动态部署的技术支撑,在实际应用上可降低企业的运维难度和成本。
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