CN107734066A - 一种数据中心综合管理系统服务治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据中心综合管理系统服务治理方法,所述方法通过定义具体的服务属性模型,基于内存的数据存储方案,通过采用实时更新的状态数据,建立一个微服务治理框架,针对微服务海量、动态的元数据进行集中地管理,并通过持久化机制实现及时快速的数据变化同步功能。本发明方法有助于数据中心的统一管理,尤其是在涉及物理资源与虚拟资源同时需要监控的场景,将管理系统搭建在该服务架构上,很好地解决了原来SOA模式的性能问题和管理分布式环境问题。该方法对于研究类似的分布式集群调度系统具有参考意义。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心系统架构技术领域,具体涉及一种数据中心综合管理系统服务治理方法。
背景技术
模块化数据中心(Module Data Center,MDC)是基于云计算的新一代数据中心部署形式,为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服务器发展的趋势,其采用模块化设计理念,最大程度的降低基础设施对机房环境的耦合。集成了供配电、制冷、机柜、气流遏制、综合布线、动环监控等子系统,提高数据中心的整体运营效率,实现快速部署、弹性扩展和绿色节能。
随着大数据信息行业的飞速发展,数据中心的发展也进入到一个新的阶段。管理系统是数据中心内部配置的重要组成部分。传统的管理系统主要以动环监控为主,具备多种数据接口,可接入UPS、配电柜、精密空调、门禁、温湿度传感器、烟雾探测器、温感探测器、漏水传感器、翻转天窗及网络摄像机等多种监控对象,
当前,随着云计算、大数据和互联网的快速发展,信息化的基础设施发生了根本转变,监控管理的需求从一些单独的系统要求转化为整体平台化、统一平台、统一管理的系统要求。各项应用服务器不再是单独的计算模块,而是通过云计算、大数据等平台将计算、存储资源统一起来,跨越数据中心范围形成规模庞大、统一监控与管理的资源池,因此需要能够监控大规模、分布式、跨地域的虚拟资源与物理资源的统一监控系统。
随着采用微服务架构的应用逐渐增多,以及在便捷部署微服务架构应用的数据中心综合管理的发展,在整个云环境中的微服务的种类和数量也会随着急剧增多。同时由于微服务的无状态特性,使得同一类的服务可以同时存在多个运行的实例以增加系统的性能,所以微服务实例的数量也会非常多。
而对微服务的属性模型定义中,有许多关于每个微服务实例的位置信息和状态信息,所以如果要实现对微服务有效的管理,首先得针对环境中的海量的微服务位置信息和状态信息等元数据进行具备高可用性地存储。
在云环境下的这些微服务的状态具有实时更新的特点。因为采用微服务架构的系统不同于传统的SOA(面向服务的架构Service-Oriented Architecture)架构和一体化架构,传统的架构中的服务面对的调用者的范围相对固定,而且使用量也相对容易预测,这使得传统架构中可以通过预先规划扩展的方式来提供高性能。而微服务架构中多个微服务实例可以便捷地进行切换,使得这种架构可以更加灵活地应对系统的实时变化,并且及时作出应对。这也带来了对海量状态数据同时更新时的性能保证的需求。
现有技术的技术方案,主要是通过主从微服务的模型实现。
采用主从微服务的模型来管理,在这种方案中每一种类型的微服务同样拥有多个可同时运行的实例,但是这些实例采用一个主服务实例与多个从服务实例的模型进行设计和部署。
这里的主服务实例是该微服务暴露给外界访问的唯一接口,在这个主服务实例内部不进行业务逻辑处理,而是进行对从服务实例的元数据进行管理和调度。外部系统对该微服务的访问都是通过这个主服务实例,在这个主服务实例内部对外部请求进行负载均衡并透明地转发该请求到多个从实例中的一个。
这种方案增加了主服务实例设计的复杂性,并且对主服务实例的性能及可用性要求较高。另外由于具体微服务实例的位置信息和实时状态信息都被限制在了主服务实例内部,使得开发者在构建应用时只能知道主服务的信息,从而无法对系统实时运行情况进行把握,导致无法实现更加细致的负载均衡。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对上述问题,本发明提供一种数据中心综合管理系统服务治理方法。
本发明所采用的技术方案为:
一种数据中心综合管理系统服务治理方法,所述方法通过定义具体的服务属性模型,基于内存的数据存储方案,通过采用实时更新的状态数据,建立一个微服务治理框架,针对微服务海量、动态的元数据进行集中地管理,并通过持久化机制实现及时快速的数据变化同步功能。
所述微服务治理框架包括节点如下:
Docker容器集群:支持服务集群部署;
微服务实例:综合管理系统服务实例,包括各种微服务的具体实例;
负载均衡服务:管理服务到多个综合管理系统服务实例上进行执行,从而共同完成工作任务;
高可用元数据集群:将微服务实例的位置信息和实时状态信息,即微服务的元数据集中起来进行统一的管理;
综合管理系统服务实例调用者:即服务实例的调用发起者;
Monitor:监控各个组件的运行状态信息,当系统中存在大量微服务实例时,需要对运行期的微服务进行监控和管理,能够反映微服务实时运行信息的状态属性,以便从整体上对多个实例进行有效管理。
所述服务属性模型包括内容如下:
1)名称属性
进行调用时最基础的属性,通过该属性来查询需要的微服务来进行调用;
2)位置属性
所调用微服务所提供的一个或多个实例的地址信息;
3)版本属性
服务的版本号的属性;
4)实时状态属性
采用实时调用量、单位时间调用延时、服务是否可用、所处服务器负载情况描述;
5)身份验证属性
用来对微服务的访问权限进行控制和管理,并针对访问者的不同身份来设置不同的操作策略;
6)支持容量属性
所调用的服务支持并发访问的规模;
7)服务提供者属性
记录服务提供者的信息,以便将系统中的实时更新及时通知到服务提供者,使得服务能够及时跟进系统的变化需求。
所述微服务实例独立部署,状态元数据和属性元数据实时更新到元数据集群;
微服务实例能够进行动态地扩展或者缩减,实例的增删变化实时更新到元数据集群;
负载均衡服务以集群的形式进行部署并提供服务,通过读取高可用的元数据集群获取微服务实例的位置信息和状态信息。
微服务实例调用者首次订阅微服务时,通过访问负载均衡服务,结合微服务的状态信息和预设的负载均衡策略进行微服务实例的最优化选择,并将选择情况记录到调用者本地存储中;
负载均衡服务记录调用者与所使用微服务实例的关系,若实例动态增减则及时通知调用者;
实例调用者通过微服务实例提供的REST接口,采用直接连接的方式与具体的微服务实例通信;
Monitor在全局层面监控与管理以上组件的运行状态和信息。
数据中心综合管理系统针对不同类型的元微服务数据做出有针对性的存储技术选择。
所述方法针对重要的信息,提供容灾备份的功能,以增加数据存储的可靠性;
在提供容灾功能的同时,根据数据的冗余度,选取有针对性的容灾方案以降低数据的冗余从而减少存储空间的浪费以及提高备份时的效率。
针对实时更新的状态数据选择基于内存的数据存储方案,在利用内存的高读取性能特点的基础上,选择具备持久化的功能模块来防止数据断电丢失。
所述方法在存储数据结构设计上,采用二进制序列,通过多个字段和符号间隔组成键的模式。
所述方法采用AOF持久化机制。
本发明的有益效果为:
本发明方法有助于数据中心的统一管理,尤其是在涉及物理资源与虚拟资源同时需要监控的场景,将管理系统搭建在该服务架构上,很好地解决了原来SOA模式的性能问题和管理分布式环境问题。该方法对于研究类似的分布式集群调度系统具有参考意义。
附图说明
图1为数据中心综合管理服务治理框架示意图。
具体实施方式
根据说明书附图,结合具体实施方式对本发明进一步说明:
一种数据中心综合管理系统服务治理方法,所述方法通过定义具体的服务属性模型,基于内存的数据存储方案,通过采用实时更新的状态数据,建立一个微服务治理框架,针对微服务海量、动态的元数据进行集中地管理,并通过持久化机制实现及时快速的数据变化同步功能。
集中统一的管理带来的最大的需求就是如何对这些海量的元数据的高效存储,以便支持大量元数据的插入更新和读取。
所述微服务治理框架包括节点如下:
Docker容器集群:支持服务集群部署;
微服务实例:综合管理系统服务实例,包括各种微服务的具体实例,如数据采集服务、数据存储服务等
负载均衡服务:管理服务到多个综合管理系统服务实例上进行执行,从而共同完成工作任务;
高可用元数据集群:将微服务实例的位置信息和实时状态信息,即微服务的元数据集中起来进行统一的管理;
综合管理系统服务实例调用者:即服务实例的调用发起者;
Monitor:监控各个组件的运行状态信息,当系统中存在大量微服务实例时,需要对运行期的微服务进行监控和管理,能够反映微服务实时运行信息的状态属性,以便从整体上对多个实例进行有效管理。
所述服务属性模型包括内容如下:
1)名称属性
进行调用时最基础的属性,通过该属性来查询需要的微服务来进行调用;
2)位置属性
所调用微服务所提供的一个或多个实例的地址信息;
选择了所需微服务名称后,在进行调用时,需要知道目前该服务所提供的一个或多个实例的地址信息;在数据中心综合管理系统中对微服务位置信息属性的描述可以使用服务所在服务器的IP地址和服务运行使用的端口号;
3)版本属性
服务的版本号的属性;
数据中心综合管理系统中微服务框架,服务之间存在着很多调用关系,当一个服务变化时可能涉及多个部分的变化,通过这个版本号的属性我们可以在系统中同时保持多个版本,以便可以灵活地根据自身的需求逐步进行更新升级;
4)实时状态属性
采用实时调用量、单位时间调用延时、服务是否可用、所处服务器负载情况描述;
具体的状态信息可以采用实时调用量、单位时间调用延时、服务是否可用、所处服务器负载情况等信息来描述;有了这些实时的状态信息,使得在请求路由时可以达到更好的负载均衡效果;
5)身份验证属性
用来对微服务的访问权限进行控制和管理,并针对访问者的不同身份来设置不同的操作策略;
因为暴露在网络中的微服务在很多时候并不是允许所有人调用,特别是一些涉及重要数据操作的服务必须确保调用者通过了授权;这个属性还可以针对访问者的不同身份来设置不同的操作策略,在业务逻辑变动时也可以灵活的切换不同的安全策略,有利于实现更加细化的安全模型;
6)支持容量属性
所调用的服务支持并发访问的规模,有利于构建系统时合理地进行请求分配,在对服务进行综合管理时,也可以根据服务的容量属性进行一些流量控制;
7)服务提供者属性
记录服务提供者的信息,以便将系统中的实时更新及时通知到服务提供者,使得服务能够及时跟进系统的变化需求。
所述微服务实例独立部署,状态元数据和属性元数据实时更新到元数据集群;
微服务实例能够进行动态地扩展或者缩减,实例的增删变化实时更新到元数据集群;
负载均衡服务以集群的形式进行部署并提供服务,通过读取高可用的元数据集群获取微服务实例的位置信息和状态信息。
微服务实例调用者首次订阅微服务时,通过访问负载均衡服务,结合微服务的状态信息和预设的负载均衡策略进行微服务实例的最优化选择,并将选择情况记录到调用者本地存储中;
负载均衡服务记录调用者与所使用微服务实例的关系,若实例动态增减则及时通知调用者;
实例调用者通过微服务实例提供的REST接口,采用直接连接的方式与具体的微服务实例通信;
Monitor在全局层面监控与管理以上组件的运行状态和信息。
数据中心综合管理系统针对不同类型的元微服务数据做出有针对性的存储技术选择。
有些微服务属性是较为固定的并且不容易出现同时进行大量操作的情况,例如微服务的名称属性、身份验证属性、开发者信息属性等等,这些属性较为固定且只有少量的更新。而另外有一些属性则完全不同,例如实时状态属性与位置属性。我们为了更好地对各个运行中的微服务实例的状态进行监控并及时作出动态调整就需要对这些海量的实例状态信息和位置信息进行实时的更新,这些状态信息的存储就需要支持大量数据同时更新和读取的情况。所以我们需要针对不同的微服务元数据的类型和特点来制定合适的存储方案。
针对一些比较重要的信息,比如涉及使用者与提供者的信息、微服务使用情况等,需要提供容灾备份的功能,以增加数据存储的可靠性;
在提供容灾功能的同时,根据数据的冗余度,选取有针对性的容灾方案以降低数据的冗余从而减少存储空间的浪费以及提高备份时的效率。
针对实时更新的状态数据选择基于内存的数据存储方案,在利用内存的高读取性能特点的基础上,选择具备持久化的功能模块来防止数据断电丢失,比较满足这个条件的是基于内存的Redis键值数据库。
所述方法在存储数据结构设计上,采用二进制序列,比如微服务实例的状态属性的键的形式可以设置为字符串“microservice:instance:state:instance Id”,微服务实例实时的位置信息则可以设置为字符串“service_id:instance_id:url”,通过多个字段和符号间隔组成键的模式,具备良好的结构性,非常方便系统使用者对Redis中数据进行分类和查找。
所述方法采用AOF(Append Only File)持久化机制,可以带来比较及时快速的数据变化同步功能,以避免由于内存的易失性而造成数据的丢失,通过设置AOF文件同步到磁盘的频率,比如若该属性设置为always则每一次写操作都会被同步到磁盘中;如果不想如此频繁地写入磁盘,可以将该属性设置为no,此时的写入磁盘时机则依赖操作系统将缓冲区数据写入磁盘的时机。
Append-only file,将“操作 + 数据”以格式化指令的方式追加到操作日志文件的尾部,在append操作返回后(已经写入到文件或者即将写入),才进行实际的数据变更,“日志文件”保存了历史所有的操作过程;当server需要数据恢复时,可以直接replay此日志文件,即可还原所有的操作过程。AOF相对可靠,它和mysql中bin.log、apache.log、zookeeper中txn-log简直异曲同工。AOF文件内容是字符串,非常容易阅读和解析。
实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,所述方法通过定义具体的服务属性模型,基于内存的数据存储方案,通过采用实时更新的状态数据,建立一个微服务治理框架,针对微服务海量、动态的元数据进行集中地管理,并通过持久化机制实现及时快速的数据变化同步功能。
2.根据权利要求1所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,所述微服务治理框架包括节点如下:
Docker容器集群:支持服务集群部署;
微服务实例:综合管理系统服务实例,包括各种微服务的具体实例;
负载均衡服务:管理服务到多个综合管理系统服务实例上进行执行,从而共同完成工作任务;
高可用元数据集群:将微服务实例的位置信息和实时状态信息,即微服务的元数据集中起来进行统一的管理;
综合管理系统服务实例调用者:即服务实例的调用发起者;
Monitor:监控各个组件的运行状态信息,当系统中存在大量微服务实例时,需要对运行期的微服务进行监控和管理,能够反映微服务实时运行信息的状态属性,以便从整体上对多个实例进行有效管理。
3.根据权利要求1或2所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,所述服务属性模型包括内容如下:
1)名称属性
进行调用时最基础的属性,通过该属性来查询需要的微服务来进行调用;
2)位置属性
所调用微服务所提供的一个或多个实例的地址信息;
3)版本属性
服务的版本号的属性;
4)实时状态属性
采用实时调用量、单位时间调用延时、服务是否可用、所处服务器负载情况描述;
5)身份验证属性
用来对微服务的访问权限进行控制和管理,并针对访问者的不同身份来设置不同的操作策略;
6)支持容量属性
所调用的服务支持并发访问的规模;
7)服务提供者属性
记录服务提供者的信息,以便将系统中的实时更新及时通知到服务提供者,使得服务能够及时跟进系统的变化需求。
4.根据权利要求3所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,所述微服务实例独立部署,状态元数据和属性元数据实时更新到元数据集群;
微服务实例能够进行动态地扩展或者缩减,实例的增删变化实时更新到元数据集群;
负载均衡服务以集群的形式进行部署并提供服务,通过读取高可用的元数据集群获取微服务实例的位置信息和状态信息。
5.根据权利要求4所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,微服务实例调用者首次订阅微服务时,通过访问负载均衡服务,结合微服务的状态信息和预设的负载均衡策略进行微服务实例的最优化选择,并将选择情况记录到调用者本地存储中;
负载均衡服务记录调用者与所使用微服务实例的关系,若实例动态增减则及时通知调用者;
实例调用者通过微服务实例提供的REST接口,采用直接连接的方式与具体的微服务实例通信;
Monitor在全局层面监控与管理以上组件的运行状态和信息。
6.根据权利要求5所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,数据中心综合管理系统针对不同类型的元微服务数据做出有针对性的存储技术选择。
7.根据权利要求6所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,所述方法针对重要的信息,提供容灾备份的功能,以增加数据存储的可靠性;
在提供容灾功能的同时,根据数据的冗余度,选取有针对性的容灾方案以降低数据的冗余从而减少存储空间的浪费以及提高备份时的效率。
8.根据权利要求7所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,针对实时更新的状态数据选择基于内存的数据存储方案,在利用内存的高读取性能特点的基础上,选择具备持久化的功能模块来防止数据断电丢失。
9.根据权利要求8所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,所述方法在存储数据结构设计上,采用二进制序列,通过多个字段和符号间隔组成键的模式。
10.根据权利要求9所述的一种数据中心综合管理系统服务治理方法,其特征在于,所述方法采用AOF持久化机制。
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