CN104468759A - PaaS平台中实现应用迁移的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种PaaS平台中实现应用迁移的方法和装置，包括：确定迁移应用的目标承载节点；将迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点，在迁移应用的服务功能数据迁移完成后，目标承载节点接收对所述迁移应用的服务请求，并将服务请求转发给源承载节点进行处理；将迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到目标承载节点，在迁移应用的底层服务数据迁移完成后，目标承载节点接收对迁移应用的服务请求并对服务请求进行处理；删除迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。本发明能够在不宕机的情况下完成迁移。

Description

PaaS平台中实现应用迁移的方法和装置
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种平台即服务(PaaS，Platform-as-a-Service)平台中实现应用迁移的方法和装置。
背景技术
随着电信市场竞争的激烈，运营商纷纷拓展新业务，云计算是拓展的新业务之一，其中，PaaS是面向开发者服务，提供弹性伸缩的中间件服务和应用部署的平台。近年来，基于轻量级Linux容器构建PaaS平台逐渐成为主流，如开源平台Cloud Foundry和Red Hat公司的OpenShift均采用这种方式。Linux容器可以很好地封装各种中间件系统和用户的应用，用户不需要再搭建消息中间件、数据库、应用容器等中间件系统，只需要简单的需求文件中说明，PaaS平台就会自动为之适配。因此，PaaS平台集合众多底层平台、中间件和应用开发工具，转变传统一对一的产品交付方式为云端分享型的服务交付方式，从而为企业传统IT和应用开发者把整个开发、部署与客户服务的生命周期搬到云上创造了条件。
多个应用被封装在轻量级Linux容器中，在PaaS的各个承载节点体现为一个运行中的进程。同时，应用还会使用承载节点所提供的中间件服务，如数据库，因此，一个应用由封装在轻量级Linux容器中的业务逻辑处理模块和源承载节点提供的数据库等中间件服务组成，业务逻辑处理模块处理当前业务相关的数据，消耗CPU和内存较多，中间件如数据库等存储应用的历史和状态信息，消耗磁盘空间等资源较多。
很多情况下需要迁移用户的应用，如源承载节点CPU和内存负载过高，为了保障用户的应用具备弹性伸缩能力，需要将其迁移到低负载的节点上去；或者PaaS平台新增了应用承载节点，为了负载均衡的考虑，需要迁移用户应用以实现新的负载平衡状态。
迁移用户应用不仅需要迁移封装在轻量级Linux容器中的业务逻辑处理模块，还需要迁移底层数据库的历史数据等状态信息，通常称为应用状态与痕迹数据。由于一个用状态与痕迹数据可能较大，现在一般采用宕机迁移，即将用户的应用的状态快照，同时停止应用服务，静态地迁移封装在轻量级Linux容器中的业务逻辑处理模块以及底层的数据库数据，而且这种底层数据库数据的迁移需要用户应用自定义完成。
但是，用户希望能够在不宕机的情况下完成迁移，即迁移过程中需要应用持续对外提供服务并能够读写底层PaaS提供的数据库服务，目前的宕机迁移方式显然不能满足需求。此外，在迁移过程中，需要用户自定义完成底层服务状态，大大增加了用户使用PaaS的复杂度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种PaaS平台中实现应用迁移的方法和装置，能够在不宕机的情况下完成迁移，且降低了用户的操作复杂度。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种PaaS平台中实现应用迁移的方法，包括：确定迁移应用的目标承载节点；将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点，在所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，所述目标承载节点接收对所述迁移应用的服务请求，并将所述服务请求转发给所述源承载节点进行处理；将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点，在所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，所述目标承载节点接收对所述迁移应用的服务请求并对所述服务请求进行处理；删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。
进一步地，所述将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点包括：将所述迁移应用在源承载节点中对应的业务逻辑处理模块中的数据迁移到所述目标承载节点的业务逻辑处理模块中。
进一步地，所述确定迁移应用的目标承载节点之后，还包括：在目标承载节点创建与源承载节点的底层服务对应的虚拟服务；所述将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点包括：在所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，将所述迁移应用在源承载节点中的迁移应用对应的应用痕迹与状态数据迁移到所述目标承载节点的虚拟服务中；所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，还包括：将所述目标承载节点的虚拟服务转换为底层服务。
进一步地，所述确定迁移应用的目标承载节点之前，还包括：预先设置接受迁移阀值；所述确定迁移应用的目标承载节点包括：获取负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽，将网络带宽最大值对应的节点作为目标承载节点。
进一步地，所述确定迁移应用的目标承载节点之前，还包括：预先设置拒绝迁移阀值；所述获取负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽之前，还包括：获取和所述源承载节点同一自治域的其他节点的负载，如果在同一自治域中不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，获取其它自治域节点的负载，如果遍历PaaS平台中所有自治域的所有节点都不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，则结束本流程。
进一步地，所述删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据还包括：在所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，所述目标承载节点向所述源承载节点发送删除数据请求，所述源承载节点接收到所述删除数据请求后，删除所述迁移应用在源承载节点上的应用痕迹和状态数据。
一种PaaS平台中实现应用迁移的装置，包括：确定模块，用于确定迁移应用的目标承载节点；业务逻辑处理模块，用于将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点；迁移代理模块，用于在所述业务逻辑处理模块对服务功能数据迁移完成后，将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点；删除模块，用于在所述迁移代理模块对底层服务数据迁移完成后，删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。。
进一步地，所述目标承载节点的迁移代理模块，还用于创建与源承载节点的底层服务对应的虚拟服务；所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，将所述目标承载节点的虚拟服务转换为底层服务。
进一步地，所述目标承载节点的迁移代理模块，还用于所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，若虚拟服务接收对所述迁移应用的服务请求，转发给所述目标承载节点的迁移代理模块，所述目标承载节点的迁移代理模块转发给所述源承载节点的迁移代理模块，所述源承载节点的迁移代理模块转发给底层服务进行访问请求的处理；所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，向所述源承载节点的迁移代理模块发送删除数据请求，所述源承载节点的迁移代理模块接收到所述删除数据请求后，删除所述迁移应用在源承载节点上的应用痕迹和状态数据。
进一步地，所述装置还包括：设置模块，用于预先设置接受迁移阀值和拒绝迁移阀值；所述确定模块，具体用于获取负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽，将网络带宽最大值对应的节点作为目标承载节点；如果在同一自治域中不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，获取其它自治域节点的负载，如果遍历PaaS平台中所有自治域的所有节点都不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，则结束迁移。
与现有技术相比，本发明包括：确定迁移应用的目标承载节点；将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点，在所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，所述目标承载节点接收对所述迁移应用的服务请求，并将所述服务请求转发给所述源承载节点进行处理；将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点，在所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，所述目标承载节点接收对所述迁移应用的服务请求并对所述服务请求进行处理；删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。本发明通过选取负载小于或等于接受迁移阀值且和源承载节点网络带宽最大的节点作为迁移的目标承载节点，将应用迁移到目标承载节点上，实现了负载均衡，提升了系统的稳定性和资源利用率。此外，在应用迁移的过程中，将源承载节点中迁移应用的业务逻辑处理模块中的数据迁移和应用痕迹与状态数据分开迁移，从而实现了能够在不宕机的情况下完成迁移。用户无须管理迁移应用的应用痕迹与状态数据的迁移，而由迁移代理模块完成，降低了用户的操作复杂度。
附图说明
图1是本发明PaaS平台的架构示意图。
图2是本发明PaaS平台中实现应用迁移的方法的流程示意图。
图3是本发明PaaS平台中实现应用迁移的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。通过足够详细的描述这些实施示例，使得本领域技术人员能够实践本发明。在不脱离本发明的主旨和范围的情况下，可以对实施做出逻辑的、实现的和其他的改变。
图1是本发明PaaS平台的架构示意图，如图1所示，在PaaS平台中，将资源池划分为多个区域，该多个区域称为不同的自治域(AZ，AvailablityZone)，因此，同一AZ内部的网络连通性相对较好，AZ之间的网络连通性相对较差。每个AZ由若干的承载节点(Node)组成，每个承载节点基于轻量级Linux容器提供表中的中间件服务和应用容器服务等，以满足用户将应用部署到应用承载节点上。此外，承载节点还运行底层服务S，为用户提供底层数据库数据。
图2是本发明PaaS平台中实现应用迁移的方法的流程示意图，如图2所示，具体包括：
步骤21，预先设置接受迁移阀值和拒绝迁移阀值。
如果源承载节点CPU和内存负载过高，为了保障用户的应用具备弹性伸缩能力，需要将源承载节点的应用迁移到低负载的节点上去。
在本步骤中，预先设置接受迁移阀值(Threshold for Accepting Incoming)和拒绝迁移阀值(Threshold for Rejecting Incoming)，其中接受迁移阀值用thresholdacc(node)表示，拒绝迁移阀值用thresholdrej(node)表示。
如果节点的负载小于或等于接受迁移阀值，该节点可接受应用迁移；如果节点的负载高于拒绝迁移阀值，该节点拒绝应用迁移。
步骤22，获取负载小于或等于接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽，将网络带宽最大值对应的节点作为目标承载节点。
在本步骤之前，还包括：获取和源承载节点同一自治域的其他节点的负载，选取负载小于或等于接受迁移阀值的节点；如果在同一自治域中不存在负载小于或等于接受迁移阀值的节点且都大于拒绝迁移的阀值，获取其它自治域节点的负载，选取负载小于或等于接受迁移阀值的节点；如果遍历PaaS平台中所有自治域的所有节点都不存在负载小于或等于接受迁移阀值的节点且都大于拒绝迁移的阀值，则无法进行应用迁移，结束本流程。
在本步骤中，将负载小于或等于接受迁移阀值且和源承载节点网络带宽最大的节点作为迁移的目标承载节点，因此，这种迁移并不会给系统带来负载不均，而是以尽力而为的逻辑实现负载均衡，提升了系统的稳定性和资源利用率。
步骤23，将迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点，在迁移应用的服务功能数据迁移完成后目标承载节点接收对迁移应用的服务请求，并将服务请求转发给源承载节点进行处理。
在本步骤中，PaaS平台中的节点包括业务逻辑处理模块，该业务逻辑处理模块用于处理服务功能相关的数据。在应用迁移时，首先需要进行业务逻辑处理模块数据的迁移。
具体地，启动目标承载节点的业务逻辑处理模块，将源承载节点中迁移应用对应的业务逻辑处理模块中的数据迁移到目标承载节点的业务逻辑处理模块中，停止运行源承载节点的业务逻辑处理模块，但不停止源承载节点上迁移应用对应的底层服务。
业务逻辑处理模块自身是无状态的，状态数据由底层服务维护，所以停止运行源承载节点的业务逻辑处理模块，并不停止源承载节点上运行的底层服务。PaaS平台中的各节点具有用户应用的业务逻辑处理模块的镜像文件，因此业务逻辑处理模块中数据的迁移可以迅速完成。此外，目标承载节点上的业务逻辑处理模块还可以进行能力扩张，从而提升用户应用的服务响应能力。
步骤24，将迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到目标承载节点，在迁移应用的底层服务数据迁移完成后，目标承载节点接收对迁移应用的服务请求并对服务请求进行处理。
应用在承载节点上会使用本地存储和数据库数据来存储特定配置、中间结果以及应用的当前状态数据等底层服务数据，将用于应用的本地存储和数据库数据定义为应用在该承载节点上的应用痕迹与状态数据，用footprint(app，node)表示。
相比较现有技术，本发明在PaaS平台中的各节点上增加了迁移代理(Migration Agent)模块，该迁移代理模块用于在源承载节点和目标承载节点间进行迁移应用的应用痕迹与状态数据的拷贝和迁移过程中对迁移应用的应用痕迹与状态数据访问请求的转发。
在本步骤中，目标承载节点的迁移代理模块为应用创建一个与源承载节点的底层服务S对应的虚拟服务S’。如果在将源承载节点中应用痕迹与状态数据迁移到目标承载节点过程中，若需要访问迁移应用的应用痕迹与状态数据，虚拟服务接收对迁移应用的访问请求，并将该访问请求转发给目标承载节点上的迁移代理模块，该目标承载节点上的迁移代理模块将访问请求转发给源承载节点的迁移代理模块，源承载节点的迁移代理模块转发给依旧在源承载节点上运行的底层服务S，源承载节点的底层服务S对该应用请求响应，并将响应信息原路返回。因此，在将源承载节点中应用痕迹与状态数据迁移到目标承载节点的底层服务的过程中，目标承载节点上的应用依旧能够保持正确的状态。
在本步骤之后，还包括：在源承载节点中的底层服务数据迁移完成后，将目标承载节点的虚拟服务S’转换为底层服务S，即停止转发对应用的应用痕迹与状态数据访问请求而是直接处理。
步骤25，删除迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。
因为还需要保证对应用痕迹与状态数据的访问，所以在源承载节点中应用痕迹与状态数据迁移到目标承载节点时，以拷贝的方式进行而不删除迁移应用的应用痕迹与状态数据。
在本步骤中，在源承载节点中应用痕迹与状态数据迁移到目标承载节点的底层服务完成后，目标承载节点上的迁移代理模块向源承载节点上的迁移代理模块发送删除数据请求，源承载节点上的迁移代理模块收到请求后，删除源承载节点上迁移的应用痕迹和和状态数据。至此，源承载节点上没有任何与迁移应用相关的数据。
本发明通过选取负载小于或等于接受迁移阀值且和源承载节点网络带宽最大的节点作为迁移的目标承载节点，将应用迁移到目标承载节点上，实现了负载均衡，提升了系统的稳定性和资源利用率。此外，在应用迁移的过程中，将源承载节点中迁移应用的业务逻辑处理模块中的数据迁移和应用痕迹与状态数据分开迁移，从而实现了能够在不宕机的情况下完成迁移。用户无须管理迁移应用的应用痕迹与状态数据的迁移，而由迁移代理模块完成，降低了用户的操作复杂度。
图3是本发明PaaS平台中实现应用迁移的装置的结构示意图，如图3所示，具体可以包括：
确定模块，用于确定迁移应用的目标承载节点。
业务逻辑处理模块，用于将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点。
迁移代理模块，用于在所述业务逻辑处理模块对服务功能数据迁移完成后，将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点。
删除模块，用于在所述迁移代理模块对底层服务数据迁移完成后，删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。
此外，目标承载节点的迁移代理模块，还用于创建与源承载节点的底层服务对应的虚拟服务；在迁移应用的底层服务数据迁移完成后，将目标承载节点的虚拟服务转换为底层服务。
目标承载节点的迁移代理模块，还用于所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，若虚拟服务接收对所述迁移应用的服务请求，转发给所述目标承载节点的迁移代理模块，所述目标承载节点的迁移代理模块转发给所述源承载节点的迁移代理模块，所述源承载节点的迁移代理模块转发给底层服务进行访问请求的处理；所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，向所述源承载节点的迁移代理模块发送删除数据请求，所述源承载节点的迁移代理模块接收到所述删除数据请求后，删除所述迁移应用在源承载节点上的应用痕迹和状态数据。
该装置还包括：设置模块，用于预先设置接受迁移阀值和拒绝迁移阀值。
确定模块，具体用于获取负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽，将网络带宽最大值对应的节点作为目标承载节点；如果在同一自治域中不存在负载小于或等于接受迁移阀值的节点且都大于拒绝迁移的阀值，获取其它自治域节点的负载，如果遍历PaaS平台中所有自治域的所有节点都不存在负载小于或等于接受迁移阀值的节点且都大于拒绝迁移的阀值，则结束迁移。
本发明PaaS平台中实现应用迁移的装置是和PaaS平台中实现应用迁移的方法对应的，因此，本发明PaaS平台中实现应用迁移的装置具体的实现细节可参看PaaS平台中实现应用迁移的方法，在此不赘述。
本发明通过选取负载小于或等于接受迁移阀值且和源承载节点网络带宽最大的节点作为迁移的目标承载节点，将应用迁移到目标承载节点上，实现了负载均衡，提升了系统的稳定性和资源利用率。此外，在应用迁移的过程中，将源承载节点中迁移应用的业务逻辑处理模块中的数据迁移和应用痕迹与状态数据分开迁移，从而实现了能够在不宕机的情况下完成迁移。用户无须管理迁移应用的应用痕迹与状态数据的迁移，而由迁移代理模块完成，降低了用户的操作复杂度。
应当理解，上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用于限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PaaS平台中实现应用迁移的方法，其特征在于，包括：
确定迁移应用的目标承载节点；
将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点，在所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，所述目标承载节点接收对所述迁移应用的服务请求，并将所述服务请求转发给所述源承载节点进行处理；
将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点，在所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，所述目标承载节点接收对所述迁移应用的服务请求并对所述服务请求进行处理；
删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点包括：
将所述迁移应用在源承载节点中对应的业务逻辑处理模块中的数据迁移到所述目标承载节点的业务逻辑处理模块中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定迁移应用的目标承载节点之后，还包括：在目标承载节点创建与源承载节点的底层服务对应的虚拟服务；
所述将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点包括：在所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，将所述迁移应用在源承载节点中的迁移应用对应的应用痕迹与状态数据迁移到所述目标承载节点的虚拟服务中；
所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，还包括：将所述目标承载节点的虚拟服务转换为底层服务。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述确定迁移应用的目标承载节点之前，还包括：预先设置接受迁移阀值；
所述确定迁移应用的目标承载节点包括：获取负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽，将网络带宽最大值对应的节点作为目标承载节点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定迁移应用的目标承载节点之前，还包括：预先设置拒绝迁移阀值；
所述获取负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽之前，还包括：
获取和所述源承载节点同一自治域的其他节点的负载，如果在同一自治域中不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，获取其它自治域节点的负载，如果遍历PaaS平台中所有自治域的所有节点都不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，则结束本流程。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据还包括：
在所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，所述目标承载节点向所述源承载节点发送删除数据请求，所述源承载节点接收到所述删除数据请求后，删除所述迁移应用在源承载节点上的应用痕迹和状态数据。
7.一种PaaS平台中实现应用迁移的装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定迁移应用的目标承载节点；
业务逻辑处理模块，用于将所述迁移应用在源承载节点中的服务功能数据迁移到目标承载节点；
迁移代理模块，用于在所述业务逻辑处理模块对服务功能数据迁移完成后，将所述迁移应用在源承载节点中的底层服务数据迁移到所述目标承载节点；
删除模块，用于在所述迁移代理模块对底层服务数据迁移完成后，删除所述迁移应用在源承载节点上的底层服务数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述目标承载节点的迁移代理模块，还用于创建与源承载节点的底层服务对应的虚拟服务；所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，将所述目标承载节点的虚拟服务转换为底层服务。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目标承载节点的迁移代理模块，还用于所述迁移应用的服务功能数据迁移完成后，若虚拟服务接收对所述迁移应用的服务请求，转发给所述目标承载节点的迁移代理模块，所述目标承载节点的迁移代理模块转发给所述源承载节点的迁移代理模块，所述源承载节点的迁移代理模块转发给底层服务进行访问请求的处理；
所述迁移应用的底层服务数据迁移完成后，向所述源承载节点的迁移代理模块发送删除数据请求，所述源承载节点的迁移代理模块接收到所述删除数据请求后，删除所述迁移应用在源承载节点上的应用痕迹和状态数据。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：设置模块，用于预先设置接受迁移阀值和拒绝迁移阀值；
所述确定模块，具体用于获取负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点和源承载节点间的网络带宽，将网络带宽最大值对应的节点作为目标承载节点；如果在同一自治域中不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，获取其它自治域节点的负载，如果遍历PaaS平台中所有自治域的所有节点都不存在负载小于或等于所述接受迁移阀值的节点且都大于所述拒绝迁移的阀值，则结束迁移。
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