CN101043389A - 网格服务容器的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网格服务容器的控制系统，包括：系统信息提供模块、分析控制模块及调整模块；系统信息提供模块收集并提供系统资源信息、容器性能信息及服务调用信息；分析控制模块根据调整策略以及所述系统信息提供模块收集的信息制定网格服务容器的调整计划，并生成容器调整控制命令和服务调整控制命令；调整模块根据所述系统信息提供模块收集的信息或所述分析控制模块生成的容器调整控制命令调整网格服务容器的运行配置参数，并根据所述分析控制模块生成的服务调整控制命令调整服务的访问控制及调用优先级。通过上述系统，有效提高了网格服务容器的执行效率和稳定性，增强了对网格服务容器管理的及时性、有效性和准确性，并大大节约了人力资源。

Description

网格服务容器的控制系统

技术领域

本发明涉及一种网格服务容器的控制系统，尤其涉及一种能够感知、分析网格服务容器状态、并进而调整网格服务容器的控制系统。

背景技术

网格是一种Internet计算模式，其目的是为了在分布、异构、自治的网络资源环境上构造动态的虚拟组织，并在其内部实现跨自治域的资源共享与资源协作，有效地满足面向互联网的复杂应用对大规模计算能力和海量数据处理的需求。网格计算的理想目标是使网络上的所有资源易于协同工作，服务于不同的网格应用，实现资源在跨组织(自治域)之间应用的共享与集成。

在基于Web服务的网格环境中，网格服务容器是网格服务的基本运行环境，其主要功能是在网格环境内的各个节点上，提供一个网格服务安装、部署、运行、监控的环境，并为监视网格节点的资源实时状态提供必要的支持，是整个网格环境的“面向服务的计算基础设施”。通常，网格服务容器被部署到每一个需要进行服务交互的网格节点之上，实现网格服务的部署、运行管理、服务状态监控、简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol，以下简称SOAP)请求处理与转发等核心功能。因此网格服务容器的稳定性在很大程度上决定和影响着整个网格环境的稳定性。

为提高网格服务容器的可信赖性和高伸缩性，需要对网格服务容器的性能和可用性进行监控，并做出适当调整。但由于网格环境的动态性和异构性，网格系统内的各个节点状况各不相同，使得对网格服务容器的监控及调整变得十分复杂，若采用手工管理的方式，需要消耗大量的人力资源，并且很难保证管理的及时性和准确性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提出一种网格服务容器的控制系统，能够感知、分析网格服务容器状态，并及时调整网格服务容器，提高容器的工作效率，减少人力消耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种网格服务容器的控制系统，包括：系统信息提供模块、分析控制模块及调整模块；其中，系统信息提供模块用于收集并提供系统资源信息、容器性能信息及服务调用信息；分析控制模块用于根据预先配置的调整策略以及所述系统信息提供模块收集的信息制定网格服务容器的调整计划，并生成容器调整控制命令和服务调整控制命令；调整模块用于根据所述系统信息提供模块收集的信息或所述分析控制模块生成的容器调整控制命令调整网格服务容器的运行配置参数，并根据所述分析控制模块生成的服务调整控制命令调整服务的访问控制及调用优先级。

上述系统通过分析控制模块根据预先配置的调整策略对信息提供模块提供的系统资源信息、容器性能信息及服务调用信息进行分析，生成调整容器和服务的控制命令，通过调整模块执行，有效地提高了网格服务容器的执行效率和稳定性，增强了对网格服务容器管理的及时性、有效性和准确性，并大大节约了人力资源。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明网格服务容器的控制系统较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明网格服务容器的控制系统中资源监控模块较佳实施例的结构示意图；

图3为本发明网格服务容器的控制系统中信息提供模块的初始化流程示意图；

图4为本发明网格服务容器的控制系统中监控模块初始化流程图；

图5为本发明网格服务容器的控制系统中服务统计模块实现服务调用信息记录和统计的示意图；

图6为本发明网格服务容器的控制系统中服务统计模块统计服务调用信息的流程图；

图7为本发明网格服务容器的控制系统中服务统计模块中存储服务统计信息的流程图；

图8为本发明网格服务容器的控制系统中服务统计模块较佳实施例的结构示意图；

图9为本发明网格服务容器的控制系统中分析控制模块较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

网格服务容器的控制系统是部署在监控节点端的一些基本服务的集合，服务被预先部署在网格服务容器之中，为便于描述，网格服务容器下文简称为容器，控制系统随着容器的启动开始监控，并调整容器。

图1为本发明网格服务容器的控制系统较佳实施例的结构示意图，容器控制系统包括：系统信息提供模块X1、分析控制模块X2以及调整模块X3，其中，系统信息提供模块X1收集系统资源信息以及系统节点上服务的调用信息提供给分析控制模块X2。系统信息提供模块可包括资源监控模块、服务统计模块，其中，资源监控模块监控收集本地的系统资源信息；系统资源是网格执行任务的物理基础，包括物理资源和软件资源。网格系统资源的状态对于资源的管理和任务的调度至关重要。资源监控模块、服务统计模块，资源监控模块收集本地系统的静态资源信息如机器类型、操作系统等，以及动态资源信息如CPU负载和可用存储空间等，资源监控模块可为集成到系统中的第三方监控软件如ganglia、NWS等，由这些监控软件提供所需监控数据。资源监控模块可被封装成网络服务(Web Service)，作为容器上的基础服务，在容器启动时自动开始运行，用户通过SOAP消息在远程获取某个容器所在节点的系统资源信息。资源监控模块还可提供动态资源信息的推送功能，用户通过使用网络服务资源框架(Web ServicesResource Framework，以下简称WSRF)的通知机制以异步方式便可得到动态资源的实时信息。资源监控模块可包括信息提供模块、信息提供管理模块以及监控模块。参见图2，资源监控模块包括信息提供模块X111、信息提供管理模块X112以及监控模块X113。其中，信息提供模块X111收集系统节点的静态资源和动态资源信息，信息提供模块X111还可包括静态信息提供模块和动态信息提供模块，其中，静态信息提供模块专门收集静态资源信息如操作系统类型、机器类型、经纬度及位置等；动态信息提供模块专门收集动态资源信息如CPU负载等。信息提供管理模块X112根据配置文件对信息提供模块X111进行统一管理配置，如信息提供模块X111的初始化、控制信息推送的时间间隔和终止服务等；对信息提供模块X111的初始化具体参见图3，101：信息提供管理模块X112分析预先设置的配置文件；102：根据配置文件判断是否存在别的信息提供模块，若不存在，则结束；若存在，则执行103：判断信息提供模块采集的信息类型是否包含在资源模版中，资源模版是网格系统中对相同资源的统一表示形式，若是，则执行104：加载该信息提供模块，并为该信息提供模块创建查找资源信息的线程，然后继续判断是否还存在其他的信息提供模块，直至所有未加载的模块都加载完为止；若信息提供模块采集的信息类型未包含在资源模版中，则执行105：将该信息提供模块加入未加载(Unloaded)数组，标记该信息提供模块未载入，并继续判断是否还存在其他信息提供模块，直至所有未加载的模块都处理完为止。监控模块X113接收信息提供模块X111通过pull或push模式发送的资源信息，并汇报给分析控制模块X2。监控模块X113的初始化流程参见图4，201：监控模块X113首先获取资源模版，202：监控模块X113判断资源属性模版中的资源属性，若为动态资源属性，则执行203：加入动态资源属性类表如TopicList；若为静态资源属性，则执行204：加入静态资源属性类表；205：初始化信息提供管理模块X112；206：遍历静态信息提供的对象，查询静态资源属性，207：将静态资源属性汇报给分析控制模块X2，208：启动动态信息提供模块。资源监控模块还可进一步包括查询接口和通知接口，其中，查询接口接收用户的查询请求；通知接口根据查询接口发送的查询请求以及信息提供模块X111收集的资源信息为用户提供资源信息。

服务统计模块获取部署在节点上的服务的调用信息包括总调用次数、失败次数、成功次数及平均响应时间、服务容器的性能以及线程池信息等。参见图5，服务统计模块通过远程过程调用模块(RPC Provider)C在SOAP消息传送给Axis引擎之前必须经过的请求链A1中以及在从Axis引擎(即SOAP引擎)返回用户之前所必须经过的响应链A2中插入统计功能模块handler B，实现对每次服务调用信息的记录和统计。具体统计过程参见图6，301：服务统计模块首先判断服务调用请求信息是否过调用请求信息进入处理阶段的标志如Pivot，若是，则表示服务调用请求信息已得到处理，执行302：进入相应的请求响应链；303：并找到与所调用的服务相对应的调用信息队列，从该信息队列中找到与该响应对应的请求，填上服务请求到达时间，以统计服务请求响应时间；304：更新统计的服务调用信息中的服务请求响应时间；若服务调用请求信息未过Pivot否，则执行305：将容器的总的请求数加1；306：把调用的服务名、操作名、报文长度、客户端ip及调用时间组成一条调用信息(如invocInfo)；307：将调用信息加到调用信息表如(invocInfo Map中)的Value中；308：更新统计的服务调用信息；309：并在该请求链的背景信息如MessageContext中设置时间戳，标记服务请求时间，携带有时间戳的服务请求被处理后，处理该请求产生的响应链中仍然携带有该时间戳，从而根据客户端接收到响应信息的当前时间以及响应链中携带的时间戳，计算出本次服务调用的处理时间，即服务请求响应时间，进行统计；并继续判断新的服务调用请求信息处理情况，统计服务调用信息。服务统计模块获取部署在节点上的所有容器每次服务调用信息，在一定程度上反映了节点的服务质量，了解了节点服务性能状况有助于进一步了解网格系统的状况并及时调整网格系统的运行。服务统计模块可封装成Web Service，并对外暴露相应的服务查询接口，以实现各种情况下的服务调用统计查询，用户可通过SOAP消息在远程获取服务容器所在节点的所有服务的相关的性能统计信息。统计数据以XML的格式存储到磁盘上，具体流程参见图7，401：第一次启动容器时，服务统计模块将当前时间设置为标志服务调用信息记录保存的时间戳服务统计模块通过当前时间得到标志记录是否保存的时间戳；402：服务统计模块遍历服务调用信息如invocInfo的键-值映射关系数(hashmap)中的所有向量(Vector)，取出所有与时间戳相匹配的服务调用信息，存入硬盘等存储介质中；403：判断hashmap中是否还有新的服务调用信息，若否，则执行409：进入线程休眠；若是，则执行404：取出该服务调用信息，405：将该服务调用信息中所有的调用时间分别与存储介质中的时间戳记录的时间相比较，判断该服务的调用信息是否保存过，若该服务调用信息中存在比时间戳记录的时间早的调用时间，则表示该服务的调用信息被存储介质保存过，执行406：更新该服务的调用信息；若该服务调用信息中的所有调用时间都在时间戳记录的时间之后，则表示该服务调用信息记录未被保存，执行407增加新的服务调用信息；408：将服务统计信息保存到存储介质中，作为历史信息保存下来，从而为容器的远程管理提供了便利，分析控制模块X2不但可以取得容器自启动以来的数据，还可以对磁盘上的历史数据进行分析。服务统计模块可包括容器性能统计模块、线程池统计模块、服务请求队列信息统计模块及服务查询接口；参见图8，其中，线程池统计模块X122统计并存储线程池的容量其水位线；服务请求队列信息统计模块X123统计并存储服务总调次数、失败次数及平均响应时间等服务调用信息；容器性能统计模块X121根据服务请求队列信息统计模块X123统计的服务调用信息计算出容器实时的吞吐率，统计并存储，以供分析控制模块进行分析；分析控制模块可通过服务查询接口X124查询获得容器性能统计模块X121存储的容器运行速率、线程池统计模块X122存储的线程池容量及其水位线、以及服务请求队列信息统计模块X123存储的服务调用信息。

分析控制模块X2根据存储的调整策略、系统信息提供模块X1提供的系统资源信息及服务调用信息制定容器的调整计划，并生成容器调整控制命令和服务调整控制命令。调整策略由分析控制模块X2按照制定的语法规范存储网格系统所需的调整策略，包括容器的状态信息以及相应的调整方案，使用时，再由分析控制模块X2对调整策略进行解析，并根据收集到的系统信息制定调整方案。分析控制模块可包括分析模块、计划模块及策略存储模块。参见图9，分析控制模块X2包括分析模块X21、计划模块X22及策略存储模块X23。其中，策略存储模块X23按照规定的语法规范通过一个XML文件存储调整策略。分析模块X21通过系统信息提供模块X1，得到容器当前的运行状态数据，然后，分析模块X21解析策略存储模块X23中保存的调整策略，将获取的容器状态信息与策略存储模块X23中的容器状态信息进行匹配，分析出与容器当前状态相对应的调整方案，根据分析得到的调整方案，生成调整容器及服务的控制命令。如，当前系统信息提供模块提供的系统信息为系统负载低、服务请求队列长，则分析模块X21根据调整策略制定增加容器线程池容量的控制命令。计划模块X22对调整容器及服务的控制命令的执行进行管理，将调整容器及服务的控制命令排列到执行计划队列中进行管理和维护，包括进行排队、处理冲突操作等。

调整模块X3根据分析控制模块X2输出的容器调整控制命令调整容器的运行配置参数如容器的线程池。容器的运行配置参数也可由管理员通过应用编程接口模块(Application Programming Interface，简称API)显示系统信息提供模块X1收集的信息，更改服务容器配置参数实现了对服务容器的动态配置。容器的线程池容量及其水位线是重要的配置参数之一，通过调整线程池的容量及其水位线能够很有效地调整容器的工作性能。当容器接收的并发请求数比较多而且本地节点的计算能力还有很大空闲的时候，适当增加线程池的容量，可以有更多的线程用来处理请求，从而提高系统的资源利用率。当线程池中的空闲线程数超过水位线大小时，容器会自动杀死一些空闲线程，从而保证了资源的合理利用。对于部署在容器上的服务，调整模块X3主要根据分析控制模块X2输出的调整服务控制命令对服务进行访问控制以及对服务调用等待队列进行调整。容器上所部署的服务是重要的软件资源，对所部署的服务进行有效的管理十分必要，调整模块X3通过对服务进行禁用或启用，可以根据分析控制模块X2输出的调整服务控制命令指定某个服务在某个时间段内禁用，这样对该服务的所有请求都被拒绝，当过了这个时间段后，服务自动恢复正常状态。用户也可以在禁用结束前发一个启用服务的请求从而结束禁用。服务被禁用时，任何对于服务的请求都不被接受，并返回提示信息。调整模块X3还可以根据分析控制模块X2输出的调整命令指定服务请求调用队列的排队规则如小作业优先等，并规定作业调用的最长等待时间。以小作业优先的方式为例，容器能够在单位时间内尽量多的完成服务调用请求。服务调用请求队列的合理排序及调整，有效地提高了容器的吞吐率，降低了服务调用的平均响应时间。规定作业调用的最长等待时间，避免了作业调用长时间等待的情况。

调整模块可进一步包括容器调整模块及服务调整模块，其中，容器调整模块根据分析控制模块输出的调整容器控制命令更改容器配置参数，实现对容器的动态配置。服务调整模块根据分析控制模块输出的调整服务控制命令，通过将服务禁用功能(Service Disable Handler)配置在Axis引擎请求链中实现对指定服务的禁用，对每个通过请求链的服务请求，由调整模块检查被请求服务是否在禁用请求表如Disable Request Map中，禁用请求表用来保存服务的禁用请求，若此时该服务被禁用，则拒绝对该服务的请求，返回提示信息；若该服务结束禁用，则将该服务的禁用请求从禁用请求表中删除。用户还可通过服务禁用管理接口管理服务禁用队列，包括查询、增加、更新和解除服务禁用请求。服务调整模块可包括服务访问控制模块及服务调用控制模块，其中，服务访问控制模块根据分析控制模块发送的服务控制命令禁止或启动服务；服务调用控制模块根据分析模块发送的服务控制命令调整服务调用请求队列。

本发明容器的控制系统为服务网格中部署在各个网格节点上的容器提供了监控和管理的功能，有效地保证了服务容器的执行效率和稳定性，增强了管理的及时性、有效性和准确性，节约了人力资源。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1、一种网格服务容器的控制系统，其特征在于，包括：

系统信息提供模块，用于收集并提供系统资源信息、容器性能信息及服务调用信息；

分析控制模块，用于根据预先配置的调整策略以及所述系统信息提供模块收集的信息制定网格服务容器的调整计划，并生成容器调整控制命令和服务调整控制命令；

调整模块，用于根据所述系统信息提供模块收集的信息或所述分析控制模块生成的容器调整控制命令调整网格服务容器的运行配置参数，并根据所述分析控制模块生成的服务调整控制命令调整服务的访问控制及调用优先级。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统信息提供模块包括：

资源监控模块，用于监控系统资源信息；

服务统计模块，用于获取部署在节点上的服务的调用信息、容器性能及线程池信息。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述资源监控模块包括：

信息提供模块，用于收集系统节点的静态资源和动态资源信息；

信息提供管理模块，用于加载或删除所述信息提供模块；

监控模块，用于将所述信息提供模块收集的资源信息汇报给所述分析控制模块。

4、根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信息提供模块包括：

静态信息提供模块，用于收集静态资源信息并发送给所述监控模块；

动态信息提供模块，用于收集动态资源信息并发送给所述监控模块。

5、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述资源监控模块进一步包括：

查询接口，用于接收用户的查询请求；

通知接口，用于根据所述查询接口接收的查询请求以及所述信息提供模块收集的资源信息为所述用户提供资源信息。

6、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述服务统计模块包括：

容器性能统计模块，用于统计并存储容器的吞吐率；

线程池统计模块，用于统计并存储线程池的容量其水位线；

服务请求队列信息统计模块，用于统计并存储服务调用信息；

服务查询接口，用于为所述分析控制模块提供所述容器性能统计模块存储的容器吞吐率、所述线程池统计模块存储的线程池容量及其水位线、以及所述服务请求队列信息统计模块存储的服务调用信息。

7、根据权利要求2或6所述的系统，其特征在于，所述服务统计模块还用于将服务调用统计信息存储到存储介质中。

8、根据权利要求1-6任意一项所述的系统，其特征在于，所述分析控制模块包括：

分析模块，用于根据所述系统信息提供模块提供的信息与预先存储的调整策略进行匹配，得到网格服务容器所处的状态，制定所述调整容器控制命令及服务控制命令；

计划模块，用于将所述分析模块发送的调整服务控制命令放入执行计划队列；

策略存储模块，用于存储预先配置的调整策略。

9、根据权利要求1-6任意一项所述的系统，其特征在于，所述调整模块包括：

容器调整模块，用于根据所述资源监控模块收集的监控数据调整网格服务容器的运行配置参数；

服务调整模块，用于根据所述分析控制模块生成的服务控制命令调整服务的访问控制及调用优先级。

10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述服务调整模块包括：

服务访问控制模块，用于根据所述分析控制模块生成的服务控制命令禁止或启动服务；

服务调用控制模块，用于根据所述分析模块生成的服务控制命令调整服务调用请求队列。

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