CN101321181A - 基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统 - Google Patents

Abstract

一种信息技术领域的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其中：引擎服务器将各节点的性能信息和负载情况通知给节点服务质量监控器；节点服务质量监控器计算出各引擎服务器的服务质量；部署控制管理器根据节点服务质量监控器提供的各分布式引擎的服务质量，计算整个分布式引擎环境的服务质量，并决定在哪一个引擎服务器上部署或卸载服务；服务流程执行代理器收到用户的执行请求时，请求负载均衡管理器提供一个引擎服务器；负载均衡管理器通过节点服务质量监控器选择一个引擎服务器，服务流程执行代理器绑定这个引擎服务器，并把任务提交给此引擎服务器执行。本发明能根据外部请求负载情况进行自动的调节和配置，智能化地部署或卸载服务。

Description

基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统

技术领域

本发明涉及一种信息技术领域的系统，具体说是一种基于模糊控制的分布式服务流程执行引擎管理系统。

背景技术

作为现代服务科学的奠基石，服务计算已成为一项桥接商业服务与信息技术服务的跨学科的科学技术。服务计算强调一种以重用为中心，松散耦合、可动态优化和扩展的分布式应用的构造和运维模式。服务流程以流程的形式来组合分布在系统中的一系列应用服务，而服务流程引擎的功能是依据该流程定义的各个服务间的关系，逐个自动地调用这些服务。服务流程引擎的管理是服务计算的核心问题之一。在面向大规模业务的分布式服务流程应用环境中，单个执行引擎很难满足用户的执行需求，服务流程管理系统大多建立在分布式的系统之上，这样可以在不同的节点上部署多个服务流程引擎服务，从而保证该系统能够处理比较大的负荷。但是，由于运行环境的变化，对服务流程引擎的计算需求也是变化的，同时系统中还分布着许多其他类型的应用，系统资源是有限的。因此，对于一个分布式服务流程管理系统而言，根据服务流程系统当前负载情况来配置合适数目的引擎节点是十分重要的问题。现阶段，分布式服务流程引擎的配置方法一般是简单的、静态的，并不能达到很好的效果。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号01102439.9，发明名称：一种网络工作流管理方法，公开号：CN1368809，该发明由服务端和客户端协同处理，完成整个工作流的操作，通过网络传递工作信息包，使任何用户都能对任务后续工作流程进行管理和监控，工作内容和流转规则同时流转发送。工作状态以分布式的方式存放在所有监控者系统中，节点之间的信息交换采用端对端的通讯模式。该工作流管理系统(1)节点之间通讯量过大，容易造成信息泛滥；(2)没有一个自动部署的策略来根据节点负载调整节点服务数。

发明内容

本发明针对现有技术的不足与缺陷，提供一种针对服务计算的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，使其能够在分布式的服务计算环境下为服务流程执行提供一种主动的、智能化的配置管理系统，以解决当前分布式服务流程引擎管理系统引擎配置功能单一和静态化的问题，推动服务计算的应用和发展。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：服务流程执行代理器、节点服务质量监控器、负载均衡管理器、部署控制管理器和引擎服务器。在服务流程引擎自动部署方面，引擎服务器可以分布式安装在多个服务节点上，各节点的性能信息和负载情况会不断地通过消息机制通知给节点服务质量监控器；节点服务质量监控器通过基于模糊理论的服务质量分析算法计算出各引擎服务器的服务质量；部署控制管理器根据节点服务质量监控器提供的各分布式引擎的服务质量，通过模糊算法计算整个分布式引擎环境的服务质量，并确定需要在哪一个引擎服务器上部署或卸载服务，并进行相关操作。在服务流程执行方面，当服务流程执行代理器收到用户的服务流程执行请求时，会请求负载均衡管理器提供一个引擎服务器；负载均衡管理器通过节点服务质量监控器得到服务节点的服务质量信息，结合用户需求，根据模糊负载均衡算法选择一个合适的引擎服务器；服务流程执行代理器绑定这个引擎服务器，并把用户请求的任务提交给此引擎服务器；引擎服务器收到任务后，执行用户指定的服务流程，并返回执行结果返回给服务流程执行代理器，由其返回给用户。

所述服务流程执行代理器包括：服务请求单元、任务派遣单元和日志管理单元。服务请求单元负责接受用户提交的执行服务流程的请求，并将用户请求转发给负载均衡管理器，要求其给出一个引擎服务器；任务派遣单元在得到负载均衡管理器给定的引擎服务器后，绑定这个引擎服务器，并把用户请求的任务提交给此引擎服务器，当得到流程执行返回结果时，将结果返回给用户，用户也可以通过任务派遣单元通知绑定的引擎服务器中断、继续或终止执行相应的流程；日志管理单元将用户请求、选择的引擎服务器等各种执行信息保存为日志，并提供查看、删除等管理功能。

所述节点服务质量监控器包括：节点信息管理单元、服务参数设置单元和服务质量分析单元。节点信息管理单元负责接受引擎服务器的注册请求，不断地从各个引擎服务器接收其所在节点的性能和负载信息，并将其存入数据库中；服务参数设置单元提供可视化界面，帮助管理者设置服务质量分析算法的相关参数；服务质量分析单元按照管理者输入的参数，根据节点信息管理单元提供的节点性能和负载信息，利用基于模糊理论的服务质量分析算法计算各个引擎服务器实时的或某段时间的服务质量。该服务质量分析算法读取服务参数设置单元中定义的相关参数，生成一个模糊隶属度映射关系，把引擎服务器的具体性能，如处理能力、响应时间等值映射为各种模糊标量，如性能很高、性能较高、性能很低、性能较低等。

所述负载均衡管理器包括：负载参数设置单元和负载均衡单元。负载参数设置单元提供可视化界面，帮助管理者设置负载均衡算法的相关参数；负载均衡单元按照管理者输入的参数，根据节点服务质量监控器提供的各个引擎服务器实时的或某段时间的服务质量，利用负载均衡算法计算出符合用户要求的合适的引擎服务器。该负载均衡算法读取负载参数设置单元中定义的相关参数，生成一个模糊隶属度映射关系，把用户的任务请求映射为各种模糊标量，如任务量很大、任务量较大、任务量很小，任务量较小等，然后根据节点服务质量监控器给出的各个引擎服务节点的服务质量，计算出适合具体任务的引擎服务节点

所述部署控制管理器包括：部署参数设置单元和部署控制单元。部署参数设置单元提供可视化界面，帮助管理者设置部署控制算法的相关参数；部署控制单元按照管理者输入的参数，根据节点服务质量监控器提供的各个引擎服务器实时的或某段时间的服务质量，利用部署控制算法计算出需要部署或者卸载服务的引擎服务节点，并通知相关引擎服务器。该部署控制算法根据部署参数设置单元中定义的相关参数，生成两个模糊隶属度映射关系，一个映射关系把整个系统的性能，如响应时间等映射为各种模糊标量，如性能很高、性能较高、性能很低、性能较低等；另一个映射关系把整个系统的性能变化率，也就是性能在单位时间的变化速度，映射为各种模糊标量，如性能变化太快、性能变化较快、性能变化太慢、性能变化较慢等；然后根据得到的两个模糊标量计算出要采取的控制操作，如增加引擎服务器的部署，或者减少引擎服务器的部署，这样就可以通过调节引擎服务器的数量来控制系统的整体性能，使其保持在一个较稳定的水平上。

所述引擎服务器包括：监视单元、控制单元和执行单元。监视单元负责监视引擎服务器的实时性能和负载信息，并将其提交给节点服务质量监控器；控制单元根据部署控制管理器的要求，负责部署或卸载引擎执行服务，也就是开始或停止执行单元的运行；执行单元负责接受来自服务流程执行代理器的任务，解析流程、处理流程逻辑、调用活动，并将流程执行结果返回给服务流程执行代理器。

本发明能够通过基于模糊理论的服务质量分析、负载均衡和部署控制等控制算法计算出当前分布式服务流程引擎系统的单个引擎服务质量和总体服务质量，实现主动部署和卸载引擎服务和均衡服务引擎负载的功能。本发明对网络终端用户完全透明，并为管理者提供了良好的可视化配置器，能够方便地设置各种参数。本发明采用开放、模块化、可扩展的架构，服务流程执行代理器、节点服务质量监控器、负载均衡管理器、部署控制管理器和引擎服务器可以位于一台计算机中，也可以是分布在分布式网络环境中的多台设备中，并遵循统一的通信协议，能够相互通信和交换信息，易于以即插即用的方式集成和融合至其它互联网应用系统中，集成了现有基础设施，适应了系统未来增长需要。

本发明的优点和效果如下：

1)智能性：本发明提供了基于模糊理论的多个分析和控制算法，能智能地从服务引擎节点信息中推理出单个引擎服务质量和总体分布式引擎系统的服务质量。

2)主动性：本发明可以根据引擎服务质量，主动部署或卸载引擎服务，调整服务数量，保持整个系统的稳定。

3)易用性：系统安装非常简单，各服务引擎节点均可以一键安装，管理层也提供了直观的可视化界面，易于使用。

附图说明

图1为本发明系统结构框图；

图2为本发明节点服务质量监控器的结构框图；

图3为本发明工作流程图；

图4为本发明系统功能示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例系统以微机为设备平台，基于模糊推理规则计算分布式流程引擎的单点和整体服务质量，自动地确定部署或卸载特定引擎服务，将用户请求转发给合适的服务流程引擎，使整个分布式服务流程引擎系统保持较高的执行效率。

如图1所示，本实施例包括：服务流程执行代理器1、节点服务质量监控器2、负载均衡管理器3、部署控制管理器4和引擎服务器5。服务流程执行代理器1包括服务请求单元、任务派遣单元和日志管理单元，负责接受用户任务请求并将任务分配给负载均衡管理器3选择的某个引擎服务器5；节点服务质量监控器2包括节点信息管理单元、服务参数设置单元和服务质量分析单元，负责分析和监控服务节点的服务质量；负载均衡管理器3包括负载参数设置单元和负载均衡单元，负责根据用户要求提供合适的引擎服务器5；部署控制管理器4包括部署参数设置单元和部署控制单元，负责根据节点服务质量监控器2提供的各个引擎服务器5实时的或某段时间的服务质量，计算出需要部署或者卸载服务的引擎服务节点5；引擎服务节点5负责监视、控制和执行具体的引擎服务。系统的具体工作流程描述如下：

用户向服务流程执行代理器1提交执行服务流程的请求，服务流程执行代理器1请求负载均衡管理器3提供一个合适的引擎服务器；负载均衡管理器3通过节点服务质量监控器2得到服务节点的服务质量信息，结合用户需求，根据模糊负载均衡算法选择一个合适的引擎服务器5；服务流程执行代理器1绑定这个引擎服务器5，并把用户请求的任务提交给此引擎服务器5；引擎服务器5收到任务后，执行用户指定的服务流程，并返回执行结果返回给服务流程执行代理器1，由其返回给用户。同时，引擎服务器5可以分布式安装在多个服务节点上，各节点的性能信息和负载情况会不断地通知给节点服务质量监控器2；节点服务质量监控器2通过基于模糊理论的服务质量分析算法计算出各引擎服务器5的服务质量；部署控制管理器4在系统管理者要求时(或者定期地)，请求节点服务质量监控器分析各分布式引擎的服务质量，根据节点服务质量监控器提供的各分布式引擎的服务质量，通过模糊算法计算整个分布式引擎环境的服务质量，并计算出是否需要在哪一个引擎服务器5上部署或卸载服务，并进行相关操作。

如图2所示，节点服务质量监控器2包括：节点信息管理单元6、服务参数设置单元7和服务质量分析单元8。节点信息管理单元通过流程引擎注册部件接受各分布式服务流程引擎的注册，并将其信息保存到流程引擎信息数据库，同时，节点信息管理单元通过流程引擎监控部件接收从各引擎服务器发送来的性能和负载信息，也将其保存到流程引擎信息数据库中；服务参数设置单元帮助管理者设置服务质量分析所需的参数；服务质量分析单元根据服务参数和引擎服务节点信息，调用服务质量分析算法，计算各个引擎服务器的实时服务质量或某一段时间的总体服务质量。

如图3所示，门户管理者通过服务参数设置单元7、负载参数设置单元12和部署参数设置单元14分别设置服务参数、负载参数和部署参数，分别用于各种基于模糊理论的算法；各个引擎服务器的性能和负载信息通过监视单元16传递给节点信息管理单元6，然后通过服务质量分析单元8计算出各个引擎服务器的服务质量；部署控制单元15根据该服务质量计算整个分布式服务引擎系统的服务质量，并决定部署或卸载特定的引擎服务，通知该服务器上的控制单元17，由控制单元17启动或者停止执行单元的运行；用户可以通过服务请求单元9提出任务请求，如果该请求是启动流程，则服务请求单元9会通过负载均衡单元13计算出合适的流程服务器，然后将服务请求和该流程服务器的标识转发给任务派遣单元10，由任务派遣单元10将流程执行任务与该引擎服务器绑定起来，再将服务请求转发给该引擎服务器的执行单元18；如果用户提交的请求是中断、继续或者终止执行某流程，则服务请求单元9会直接转发给任务派遣单元10，尤其与绑定的相关引擎服务器的执行单元18通信，进行相关操作；任务派遣单元10负责将任务执行结果通知给用户；服务请求单元9和任务派遣单元10的相关请求和执行信息均通过日志管理单元11保存为日志；管理者也可以通过日志管理单元11读取日志。

在服务流程引擎自动部署方面，引擎服务器可以分布式安装在多个服务节点上，各节点的性能信息和负载情况会不断地通过消息机制通知给节点服务质量监控器；节点服务质量监控器通过基于模糊理论的服务质量分析算法计算出各引擎服务器的服务质量；部署控制管理器根据节点服务质量监控器提供的各分布式引擎的服务质量，通过模糊算法计算整个分布式引擎环境的服务质量，并计算出是否需要在哪一个引擎服务器上部署或卸载服务，并进行相关操作。在服务流程执行方面，当服务流程执行代理器收到用户的服务流程执行请求时，会请求负载均衡管理器提供一个合适的引擎服务器；负载均衡管理器通过节点服务质量监控器得到服务节点的服务质量信息，结合用户需求，根据模糊负载均衡算法选择一个合适的引擎服务器；服务流程执行代理器绑定这个引擎服务器，并把用户请求的任务提交给此引擎服务器；引擎服务器收到任务后，执行用户指定的服务流程，并返回执行结果返回给服务流程执行代理器，由其返回给用户。

如图4所示，本实施例采用开放、模块化、可扩展的架构，服务流程执行代理器、节点服务质量监控器、负载均衡管理器、部署控制管理器和引擎服务器可以位于一台计算机中，也可以是分布在分布式网络环境中的多台设备中，并遵循统一的通信协议，能够相互通信和交换信息。通过服务流程执行代理器，用户可以启动、中断、继续执行、终止某个服务流程；通过日志管理单元，管理者可以查看流程执行日志；通过各个参数设置单元，管理者可以设置服务参数、负载参数和部署参数。

本实施例较静态策略而言能明显提高服务流程引擎系统整体响应时间的稳定性，使得服务流程引擎服务器能够根据外部请求负载情况进行自动的调节和配置，智能化地部署或卸载服务，从而更好地适应不断变化的运行环境。

Claims (7)

1、一种基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其特征在于，包括：服务流程执行代理器、节点服务质量监控器、负载均衡管理器、部署控制管理器和引擎服务器，其中：

所述引擎服务器采用分布式安装在多个服务节点上，将各节点的性能信息和负载情况不断地通过消息机制通知给节点服务质量监控器；

所述节点服务质量监控器通过基于模糊理论的服务质量分析算法计算出各引擎服务器的服务质量；

所述部署控制管理器根据节点服务质量监控器提供的各分布式引擎的服务质量，通过模糊算法计算整个分布式引擎环境的服务质量，并计算出是否需要在哪一个引擎服务器上部署或卸载服务，并进行相关操作；

所述服务流程执行代理器收到用户的服务流程执行请求时，请求负载均衡管理器提供一个引擎服务器；

所述负载均衡管理器通过节点服务质量监控器得到服务节点的服务质量信息，结合用户需求，根据模糊负载均衡算法选择一个引擎服务器，服务流程执行代理器绑定这个引擎服务器，并把用户请求的任务提交给此引擎服务器，引擎服务器收到任务后，执行用户指定的服务流程，并返回执行结果返回给服务流程执行代理器，由其返回给用户。

2、根据权利要求1所述的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其特征是，所述服务流程执行代理器包括：服务请求单元、任务派遣单元和日志管理单元，其中：

服务请求单元负责接受用户提交的执行服务流程的请求，并将用户请求转发给负载均衡管理器，要求其给出一个引擎服务器；

任务派遣单元在得到负载均衡管理器给定的引擎服务器后，绑定这个引擎服务器，并把用户请求的任务提交给此引擎服务器，当得到流程执行返回结果时，将结果返回给用户，用户也可以通过任务派遣单元通知绑定的引擎服务器中断、继续或终止执行相应的流程；

日志管理单元将用户请求、选择的引擎服务器这些执行信息保存为日志，并提供查看、删除管理功能。

3、根据权利要求1所述的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其特征是，所述节点服务质量监控器包括：节点信息管理单元、服务参数设置单元和服务质量分析单元，其：

节点信息管理单元负责接受引擎服务器的注册请求，不断地从各个引擎服务器接收其所在节点的性能和负载信息，并将其存入数据库中；

服务参数设置单元提供可视化界面，帮助管理者设置服务质量分析算法的相关参数；

服务质量分析单元按照管理者输入的参数，根据节点信息管理单元提供的节点性能和负载信息，利用服务质量分析算法计算各个引擎服务器实时的或某段时间的服务质量。

4、根据权利要求1所述的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其特征是，所述负载均衡管理器包括：负载参数设置单元和负载均衡单元，其中：

负载参数设置单元提供可视化界面，帮助管理者设置负载均衡算法的相关参数；

负载均衡单元按照管理者输入的参数，根据节点服务质量监控器提供的各个引擎服务器实时的或某段时间的服务质量，利用负载均衡算法计算出符合用户要求的引擎服务器。

5、根据权利要求1所述的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其特征是，所述部署控制管理器包括：部署参数设置单元和部署控制单元，其中：

部署参数设置单元提供可视化界面，帮助管理者设置部署控制算法的相关参数；

部署控制单元按照管理者输入的参数，根据节点服务质量监控器提供的各个引擎服务器实时的或某段时间的服务质量，利用部署控制算法计算出需要部署或者卸载服务的引擎服务节点，并通知相关引擎服务器。

6、根据权利要求1所述的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其特征是，所述引擎服务器包括：监视单元、控制单元和执行单元，其中：

监视单元负责监视引擎服务器的实时性能和负载信息，并将其提交给节点服务质量监控器；

控制单元根据部署控制管理器的要求，负责部署或卸载引擎执行服务，也就是开始或停止执行单元的运行；

执行单元负责接受来自服务流程执行代理器的任务，解析流程、处理流程逻辑、调用活动，并将流程执行结果返回给服务流程执行代理器。

7、根据权利要求1所述的基于模糊控制的分布式服务流程引擎管理系统，其特征是，所述服务流程执行代理器、节点服务质量监控器、负载均衡管理器、部署控制管理器和引擎服务器位于一台计算机中，或是分布在分布式网络环境中的多台设备中，并遵循统一的通信协议，能够相互通信和交换信息。

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