CN102508693A - 基于虚拟机的Web服务器扩容系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于虚拟机的Web服务器扩容系统，包括用户接口模块、用户管理模块、配置管理模块、服务部署模块、负载监控模块、以及动态扩容模块，用户接口模块用于接收用户请求，并对用户请求进行预处理后传递给用户管理模块，用户管理模块用于根据用户请求对用户的身份进行认证，并存储用户的相关信息，并将用户请求传递给配置管理模块，配置管理模块用于根据用户请求维护并存储配置信息，以供用户接口模块、用户管理模块、服务部署模块、动态扩容模块查询和更新，服务部署模块用于根据用户请求建立和配置web服务器，上传网站内容到web服务器，以及维护网站内容，负载监控模块用于对web服务器的各种负载进行实时监控，收集负载的数据。

Description

基于虚拟机的Web服务器扩容系统

技术领域

本发明涉及计算系统虚拟化技术领域，具体涉及一种基于虚拟机的Web服务器扩容系统。

背景技术

随着互联网的普及与不断发展，Web服务技术和架构取得了突飞猛进的发展，特别是随着互联网用户的增多，日益增长的访问需求越来越考验服务器的负载能力，因此也使Web服务端架构发生了很大的变化，从最开始的低配置单机服务器到后来不断增强性能的高配置服务器，直到现在比较流行的服务集群方式，应该说这种架构极大地增加了Web服务能力的扩展性，是很多大型门户网站和社区网站采用的架构。

目前的Web服务端架构虽然利用物理服务器集群极大地扩展了Web服务器的容量，但是由于没用到虚拟化和云计算技术，存在几个方面的不足。

第一，服务容量是固定的，而Web应用的特点是负载变化较为频繁和剧烈，这样的静态架构一方面可能无法满足较高的负载，另一方面可能在负载较低的时候由于空转而浪费资源；第二，服务器的环境配置及应用的部署较为繁琐和困难，要花费大量的人力物力进行操作和维护，由于服务器无法自适应负载的变化，当要进行系统扩容或缩容时，都需要人工的干预，既费时也费力；第三，服务端软件环境配置单一，而且不能灵活地切换，使得托管网站程序的类型受到限制，并增大了应用迁移的风险和代价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于虚拟机的Web服务器扩容系统。该系统具有更好的伸缩性、更快捷的部署流程、更多样的软件环境配置。

本发明提供了一种基于虚拟机的Web服务器扩容系统，包括用户接口模块、用户管理模块、配置管理模块、服务部署模块、负载监控模块、以及动态扩容模块，用户接口模块用于提供应用编程接口，接收用户请求，并对用户请求进行预处理后传递给用户管理模块，用户管理模块用于根据用户请求对用户的身份进行认证，并存储用户的相关信息，并将用户请求传递给配置管理模块，配置管理模块用于根据用户请求维护并存储配置信息，以供用户接口模块、用户管理模块、服务部署模块、动态扩容模块查询和更新，服务部署模块用于根据用户请求建立和配置web服务器，上传网站内容到web服务器，以及维护网站内容，负载监控模块用于对web服务器的各种负载进行实时监控，收集负载的数据，并将数据传递到动态扩容模块，动态扩容模块用于根据扩容策略对数据进行处理，以实现web服务器的扩容。

本发明的Web服务器扩容系统还包括虚拟机管理模块，其用于为服务部署模块提供启动/关闭虚拟机的接口。

用户接口模块包括用户服务申请子模块和用户信息服务子模块，用户服务申请子模块用于接收用户的注册请求、身份认证请求、服务创建请求、修改配置请求、重置配置请求，并对其进行预处理后传递到用户管理模块，用户信息服务子模块用于接收用户的信息查询请求，并对其进行预处理后传递到配置管理模块。

用户管理模块包括用户注册子模块、用户身份认证子模块、以及用户数据库，用户注册子模块用于接收注册请求，并将注册请求中用户的相关信息保存在用户数据库中，用户身份认证子模块用于接收身份认证请求，通过与用户数据库进行交互对用户的身份进行认证，并将合法用户的身份信息传递给服务部署模块，用户数据库用于存储用户的身份信息。

配置管理模块包括配置创建子模块、配置修改子模块和配置重置子模块，配置创建子模块用于接收服务创建请求，并根据服务创建请求创建对应的配置文件，配置修改子模块用于接收修改配置请求，并根据修改配置请求对配置文件进行修改，配置重置子模块用于接收重置配置请求，并根据重置配置请求对配置文件进行重置。

服务部署模块包括虚拟机启停子模块、软件配置子模块和代码管理子模块，虚拟机启停子模块用于根据服务创建请求启动/关闭虚拟机，软件配置子模块用于在虚拟机启动后对其进行软件配置，代码管理子模块用于根据软件配置上传网站内容到web服务器，并对网站内容进行备份、测试以及版本管理。

扩容策略是由扩容指数I表示，I＝负载数据组成的向量的平方和/负载数据组成的向量的和，当扩容指数I大于扩容阈值时，增加虚拟机的数量，当扩容指数I小于缩容阈值时，减少虚拟机的数量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)更好的伸缩性：实时监控服务负载信息，根据相应的策略确定扩容(缩容)的时机，通过自动增减后端服务器的数目来达到伸缩服务容量的目的，从而在提高服务器资源的利用率的同时又能够很好地满足Web应用的负载需求。

(2)更快捷的部署流程：在传统的物理集群上部署Web应用需要专门的技术人员操作。本系统基于虚拟化技术，后台的虚拟服务器启动、组件配置、网站部署都是通过自动化脚本实现的，不需要人工的干预。

(3)更多样的软件环境配置：由于底层采用了虚拟机，可以利用虚拟机的模板机制针对各种软件环境配置做好相应的模板，使用户不再局限于某种软件环境配置，能够有更大的选择空间。

附图说明

图1是本发明基于虚拟机的Web服务器扩容系统的示意框图。

图2是本发明基于虚拟机的Web服务器扩容系统的细化框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明基于虚拟机的Web服务器扩容系统包括用户接口模块1，用户管理模块2、配置管理模块3、服务部署模块4、动态扩容模块6、负载监控模块5和虚拟机管理模块7。

用户接口模块1用于提供应用编程接口(Application programming interface，简称API)，接收用户请求，并对用户请求进行预处理后传递给用户管理模块2。

用户管理模块2用于根据用户请求对用户的身份进行认证，并存储用户的相关信息，并将用户请求传递给配置管理模块。

配置管理模块3用于根据用户请求维护并存储配置信息，以供用户接口模块1、用户管理模块2、服务部署模块4、动态扩容模块6查询和更新，以实现服务环境的多样化和一致性。

服务部署模块4用于根据用户请求建立和配置web服务器，上传网站内容到web服务器，以及维护网站内容。

负载监控模块5用于对web服务器的各种负载进行实时监控，收集负载的数据，并将数据传递到动态扩容模块。在本实施方式中，负载的数据包括CPU利用率、内存利用率、带宽占用率等信息。

动态扩容模块6用于根据扩容策略对数据进行处理，以实现web服务器的扩容。在本市实施方式中，扩容策略是由扩容指数I表示，I＝负载数据组成的向量的平方和/负载数据组成的向量的和。当扩容指数I大于预先设定的扩容阈值时，则增加虚拟机的数量，当扩容指数I小于预先设定的缩容阈值时，则减少虚拟机的数量。

虚拟机管理模块7用于为服务部署模块4提供启动/关闭虚拟机的接口。在本实施方式中，虚拟机管理模块7为第三方基础架构即服务(Infrastructure as a Service，简称IaaS)平台组件。

如图2所示，用户接口模块1包括用户服务申请子模块11和用户信息服务子模块12。

用户服务申请子模块11用于接收用户的注册请求、身份认证请求、服务创建请求、修改配置请求、重置配置请求，并对其进行预处理后传递到用户管理模块2。

用户信息服务子模块12用于接收用户的信息查询请求，并对其进行预处理后传递到配置管理模块3。

用户管理模块2包括用户注册子模块21、用户身份认证子模块22、以及用户数据库23。

用户注册子模块21用于接收注册请求，并将注册请求中用户的相关信息保存在用户数据库23中。

用户身份认证子模块22用于接收身份认证请求，通过与用户数据库23进行交互对用户的身份进行认证，并将合法用户的身份信息传递给服务部署模块4。

用户数据库23用于存储用户的身份信息。

配置管理模块3包括配置创建子模块31、配置修改子模块32和配置重置子模块33。

配置创建子模块31用于接收服务创建请求，并根据服务创建请求创建对应的配置文件。具体来说，配置文件是基于一个统一的配置模板，这个模板规定了各配置项(包括服务名、应用类型、扩容阈值、服务配额等)的默认值。一个用户可以创建多个服务，对于用户提交的关于每个服务的请求参数，用户接口模块1将其处理后传给配置管理模块3，配置创建子模块31据此拷贝一份模板配置，替换其中的配置项，生成特定服务的配置文件。

配置修改子模块32用于接收修改配置请求，并根据修改配置请求对配置文件进行修改。

配置重置子模块33用于接收重置配置请求，并根据重置配置请求对配置文件进行重置。具体地说，配置重置子模块33将服务的配置文件重置为和配置模板相同的值。

服务部署模块4包括虚拟机启停子模块41、软件配置子模块42和代码管理子模块43。

虚拟机启停子模块41用于根据服务创建请求启动/关闭虚拟机。

软件配置子模块42用于在虚拟机启动后对其进行软件配置。具体地说，软件配置是通过远程过程调用(Remote process call，简称RPC)来实现。

代码管理子模块43用于根据软件配置上传网站内容到web服务器，并对网站内容进行备份、测试以及版本管理。

本发明的工作原理如下：

首先，用户接口模块1接收用户请求，对用户请求进行预处理后传递给用户管理模块2，用户管理模块2根据用户请求对用户的身份进行认证，存储用户的相关信息，并将用户请求传递给配置管理模块3，配置管理模块3根据用户请求维护并存储配置信息，并将配置信息传递给服务部署模块4，服务部署模块4根据配置信息向虚拟机管理模块7申请虚拟资源并完成软件环境的配置与代码文件的上传，并启动负载监控模块5和动态扩容模块6，然后负载监控模块5收集web服务器的负载信息并将其传递给动态扩容模块6，最后动态扩容模块6根据扩容策略对负载信息进行处理，以实现web服务器的扩容。

以上仅为本发明最佳的具体实现方式，本发明的实现方法并不局限于此，任何在本发明领域内不脱离本发明精神下的改变，都应涵盖在本发明范围内。

Claims (7)

1.一种基于虚拟机的Web服务器扩容系统，包括用户接口模块、用户管理模块、配置管理模块、服务部署模块、负载监控模块以及动态扩容模块，其特征在于：

所述用户接口模块用于提供应用编程接口，接收用户请求，并对所述用户请求进行预处理后传递给所述用户管理模块；

所述用户管理模块用于根据所述用户请求对用户的身份进行认证，并存储所述用户的相关信息，并将所述用户请求传递给所述配置管理模块；

所述配置管理模块用于根据所述用户请求维护并存储配置信息，以供所述用户接口模块、所述用户管理模块、所述服务部署模块、所述动态扩容模块查询和更新；

所述服务部署模块用于根据所述用户请求建立和配置web服务器，上传网站内容到所述web服务器，以及维护所述网站内容；

所述负载监控模块用于对所述web服务器的各种负载进行实时监控，收集所述负载的数据，并将所述数据传递到所述动态扩容模块；

所述动态扩容模块用于根据扩容策略对所述数据进行处理，以实现所述web服务器的扩容。

2.根据权利要求1所述的Web服务器扩容系统，其特征在于：还包括虚拟机管理模块，其用于为所述服务部署模块提供启动/关闭虚拟机的接口。

3.根据权利要求1所述的Web服务器扩容系统，其特征在于：

所述用户接口模块包括用户服务申请子模块和用户信息服务子模块；

所述用户服务申请子模块用于接收用户的注册请求、身份认证请求、服务创建请求、修改配置请求、重置配置请求，并对其进行预处理后传递到所述用户管理模块；

所述用户信息服务子模块用于接收用户的信息查询请求，并对其进行预处理后传递到所述配置管理模块。

4.根据权利要求1所述的Web服务器扩容系统，其特征在于：

所述用户管理模块包括用户注册子模块、用户身份认证子模块以及用户数据库；

用户注册子模块用于接收所述注册请求，并将所述注册请求中所述用户的相关信息保存在所述用户数据库中；

用户身份认证子模块用于接收所述身份认证请求，通过与所述用户数据库进行交互对用户的身份进行认证，并将合法用户的身份信息传递给所述服务部署模块；

用户数据库用于存储用户的身份信息。

5.根据权利要求3所述的Web服务器扩容系统，其特征在于：

所述配置管理模块包括配置创建子模块、配置修改子模块和配置重置子模块；

所述配置创建子模块用于接收所述服务创建请求，并根据所述服务创建请求创建对应的配置文件；

所述配置修改子模块用于接收所述修改配置请求，并根据所述修改配置请求对所述配置文件进行修改；

所述配置重置子模块用于接收所述重置配置请求，并根据所述重置配置请求对所述配置文件进行重置。

6.根据权利要求3所述的Web服务器扩容系统，其特征在于：

所述服务部署模块包括虚拟机启停子模块、软件配置子模块和代码管理子模块；

所述虚拟机启停子模块用于根据所述服务创建请求启动/关闭所述虚拟机；

所述软件配置子模块用于在所述虚拟机启动后对其进行软件配置；

所述代码管理子模块用于根据软件配置上传所述网站内容到所述web服务器，并对所述网站内容进行备份、测试以及版本管理。

7.根据权利要求1所述的Web服务器扩容系统，其特征在于，

所述扩容策略是由扩容指数I表示，I＝所述负载数据组成的向量的平方和/所述负载数据组成的向量的和；

当所述扩容指数I大于扩容阈值时，增加虚拟机的数量；

当所述扩容指数I小于缩容阈值时，减少虚拟机的数量。

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