CN110554856A - 一种微服务治理系统 - Google Patents

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Abstract

一种微服务治理系统，包括容器编排组件和微服务管理调度模块，所有应用均使用镜像进行部署，使用容器编排组件对镜像进行治理和调度，并结合代码仓库、自动化部署工具完成从开发、部署、测试到生成上线的完整自动化流水线，配合微服务管理调度模块实现了蓝绿、金丝雀和灰度发布机制。

Description

一种微服务治理系统
技术领域
本发明属于基础设施层，涉及一种微服务治理系统，微服务治理框架是实现微服务配置、注册、发现、负载均衡、监控、鉴权、降级的一个框架。
背景技术
微服务在2014年3月由Martin Fowler首次提出依赖，在SpringCloud、Dubbo等各类微服务框架的帮助下，以燎原之势席卷了整个IT技术界，成为了最主流的分布式应用解决方案。但是还有许多问题没有得到根本新的解决，比如技术门槛高、多语言支持不足、代码侵入性强等。
发明内容
为了克服已有微服务的实用性较差的不足，本发明提供了一种实用性较好的微服务治理系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种微服务治理系统，包括容器编排组件和微服务管理调度模块，所有应用均使用镜像进行部署，使用容器编排组件对镜像进行治理和调度，并结合代码仓库、自动化部署工具完成从开发、部署、测试到生成上线的完整自动化流水线，配合微服务管理调度模块实现了蓝绿、金丝雀和灰度发布机制。
进一步，使用微服务管理调度模块的内置网关组件作为外部网关开放内部服务，使用容器编排组件的DNS功能实现服务的注册发现和负载均衡，使用容器编排模块和分布式配置中心组合作为配置中心。
再进一步，使用开源流处理平台作为消息队列实现消息推送系统。使用分布式数据库中间件作为底层框架基于对象关系型数据库管理系统实现了分布式的数据服务。使用分布式定时任务调度平台实现了任务调度能力。使用本地内存缓存和内存型键值对数据库实现二级缓存机制。
更进一步，使用微服务管理调度模块的网络代理、控制中枢等组件实现了服务容错，支持超时、熔断、限流、隔离和降级，由网络代理组件调解服务网格中的所有入站和出站流量，在实际应用中被部署为sidecar，和对应服务在同一个容器组中。而控制中枢则为网络代理提供服务发现功能，为智能路由(蓝绿测试、金丝雀部署等)和弹性(超时、重试、熔断器等)提供流量管理功能，把控制流量行为的高级路由规则转换为网络代理配置，并在运行时把这些规则传递给网络代理以实现服务容错的相关功能(如超时、熔断、限流、降级、隔离等)；利用容器编排模块及其代理模块可以实现基于DNS的服务发现和负载均衡。综合微服务管理调度模块的网络代理和控制中枢、容器编排模块的网络代理等组件在集群中配合使用可以实现动态服务发现、负载均衡、TLS终止、HTTP/2与gRPC代理、熔断器、健康检查、基于百分比流量的灰度发布和故障注入功能。
集群内部应用通过微服务管理调度模块的安全组件实现身份与凭证管理，配合网络代理作为sidecar代理所有请求实现强大的服务间的和最终用户身份验证，支持基于角色的访问控制以实现控制服务间的访问权限问题。集群外部通过自建的用户与权限系统实现统一身份认证和凭证管理，支持OAUTH2.0、OPEN ID Connect、LDAP、SAML等认证规范，通过用户池设计可以实现不同的应用或应用组有自己独立的用户体系，并为用户池分配统一的外部接口访问权限。对外接口通过微服务管理调度模块的内部网关组件实现一级的权限认证，进去内部的接口再由应用结合统一的用户与权限系统进行二次验证。
基于微服务管理调度模块的网络代理、遥测、监控模块等组件实现了服务监控的基础部分，网络代理和应用利用SideCar模式部署在同一个容器组中，可以实现把所有请求中大量关于流量行为的信号作为属性提取出来，然后发送给遥测组件。遥测是一个独立的组件，负责在服务网格上执行访问控制和使用策略，并从网络代理和其他服务收集遥测数据，有一个灵活的插件模型使其可以接入到各种主机环境和基础设施后端。遥测组件会使用自定义配置的规则把对应的属性信息通过监控组件的适配器发送给监控组件，监控组件会把数据整理后存储在时序数据库，并提供接口供外部访问数据。使用链路跟踪可视化工具访问监控组件中的数据实现数据化、图形化的调用链分析与监控。使用指标图形化工具访问监控组件实现了Metrics图形化监控与告警通知。使用容器编排模块的LivenessProbe探针判断应用是否处于运行状态，ReadinessProbe探针判断应用接口是否可用，综合运用两种探针实现了应用的健康检查。平台支持应用提供自定义的监控接口，监控组件会自动发现应用的监控接口并拉取应用提供的监控属性，然后可以通过自定义指标图形化工具显示组件来实现普通应用级别的业务监控。
云平台以容器编排模块作为基础的容器治理平台，可以通过搜索引擎模块、日志收集组件和日志可视化组件实现分布式的日志收集系统。搜素引擎模块基于开源搜索和数据分析引擎实现，他通过简单的RESTful API来隐藏了底层技术的复杂性，从而实现了分布式的实时文件存储和分布式的实时分析搜索，每个数据字段都可以被索引，并且可以扩展到上百台服务器，可以处理PB及的结构化与非结构化数据；日志收集组件是一个数据收集器，通过它对日志进行统一的收集与消费，把日志结构化危机JSON，进而统一处理日志数据，包括收集、过滤、缓存和输出，最终把处理过后的日志发送到搜索引擎模块中。日志可视化组件是被设计用来和搜索引擎模块一起使用的分析与可视化平台，用来搜索、查看和交互存放在搜索引擎模块中的日志数据，利用不同的图表、表格、地图等实现日志的分析与可视化。
本发明的有益效果主要表现在：1、让开发人员专注于业务开发，而无需关心安全、灰度、限流、熔断等内容；2、应用与平台独立发展与演进，实现全网服务治理的体系化监管控，加速业务探索；3、平台兼容性强，支持异构架构并存，支持多语言、多协议开发业务，充分发挥不同语言的优点。
附图说明
图1是服务网格(Service Mesh)的示意图。
图2是微服务治理框架总体架构图。
图3是微服务治理框架自动化部署架构图。
图4是微服务治理框架运行时示意图。
图5是微服务治理框架服务治理架构图。
图6是微服务治理框架日志监控架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图6，一种微服务治理系统，包括容器编排组件和微服务管理调度模块，所有应用均使用镜像进行部署，使用容器编排组件对镜像进行治理和调度，并结合代码仓库、自动化部署工具完成从开发、部署、测试到生成上线的完整自动化流水线，配合微服务管理调度模块实现了蓝绿、金丝雀和灰度发布机制。
进一步，运行时支持部分：使用微服务管理调度模块的内置网关组件作为外部网关开放内部服务，使用容器编排组件的DNS功能实现服务的注册发现和负载均衡，使用容器编排模块和分布式配置中心组合作为配置中心。
再进一步，后台服务部分：使用开源流处理平台作为消息队列实现消息推送系统。使用分布式数据库中间件作为底层框架基于对象关系型数据库管理系统实现了分布式的数据服务。使用分布式定时任务调度平台实现了任务调度能力。使用本地内存缓存和内存型键值对数据库实现二级缓存机制。
更进一步，服务容错部分：使用微服务管理调度模块的网络代理、控制中枢等组件实现了服务容错，支持超时、熔断、限流、隔离和降级，由网络代理组件调解服务网格中的所有入站和出站流量，在实际应用中被部署为sidecar，和对应服务在同一个容器组中。而控制中枢则为网络代理提供服务发现功能，为智能路由(蓝绿测试、金丝雀部署等)和弹性(超时、重试、熔断器等)提供流量管理功能，把控制流量行为的高级路由规则转换为网络代理配置，并在运行时把这些规则传递给网络代理以实现服务容错的相关功能(如超时、熔断、限流、降级、隔离等)；利用容器编排模块及其代理模块可以实现基于DNS的服务发现和负载均衡。综合微服务管理调度模块的网络代理和控制中枢、容器编排模块的网络代理等组件在集群中配合使用可以实现动态服务发现、负载均衡、TLS终止、HTTP/2与gRPC代理、熔断器、健康检查、基于百分比流量的灰度发布和故障注入功能。
服务安全部分：集群内部应用通过微服务管理调度模块的安全组件实现身份与凭证管理，配合网络代理作为sidecar代理所有请求实现强大的服务间的和最终用户身份验证，支持基于角色的访问控制以实现控制服务间的访问权限问题。集群外部通过自建的用户与权限系统实现统一身份认证和凭证管理，支持OAUTH2.0、OPEN ID Connect、LDAP、SAML等认证规范，通过用户池设计可以实现不同的应用或应用组有自己独立的用户体系，并为用户池分配统一的外部接口访问权限。对外接口通过微服务管理调度模块的内部网关组件实现一级的权限认证，进去内部的接口再由应用结合统一的用户与权限系统进行二次验证。
服务监控部分：基于微服务管理调度模块的网络代理、遥测、监控模块等组件实现了服务监控的基础部分，网络代理和应用利用SideCar模式部署在同一个容器组中，可以实现把所有请求中大量关于流量行为的信号作为属性提取出来，然后发送给遥测组件。遥测是一个独立的组件，负责在服务网格上执行访问控制和使用策略，并从网络代理和其他服务收集遥测数据，有一个灵活的插件模型使其可以接入到各种主机环境和基础设施后端。遥测组件会使用自定义配置的规则把对应的属性信息通过监控组件的适配器发送给监控组件，监控组件会把数据整理后存储在时序数据库，并提供接口供外部访问数据。使用链路跟踪可视化工具访问监控组件中的数据实现数据化、图形化的调用链分析与监控。使用指标图形化工具访问监控组件实现了Metrics图形化监控与告警通知。使用容器编排模块的LivenessProbe探针判断应用是否处于运行状态，ReadinessProbe探针判断应用接口是否可用，综合运用两种探针实现了应用的健康检查。平台支持应用提供自定义的监控接口，监控组件会自动发现应用的监控接口并拉取应用提供的监控属性，然后可以通过自定义指标图形化工具显示组件来实现普通应用级别的业务监控。
日志部分：云平台以容器编排模块作为基础的容器治理平台，可以通过搜索引擎模块、日志收集组件和日志可视化组件实现分布式的日志收集系统。搜素引擎模块基于开源搜索和数据分析引擎实现，他通过简单的RESTful API来隐藏了底层技术的复杂性，从而实现了分布式的实时文件存储和分布式的实时分析搜索，每个数据字段都可以被索引，并且可以扩展到上百台服务器，可以处理PB及的结构化与非结构化数据；日志收集组件是一个数据收集器，通过它对日志进行统一的收集与消费，把日志结构化危机JSON，进而统一处理日志数据，包括收集、过滤、缓存和输出，最终把处理过后的日志发送到搜索引擎模块中。日志可视化组件是被设计用来和搜索引擎模块一起使用的分析与可视化平台，用来搜索、查看和交互存放在搜索引擎模块中的日志数据，利用不同的图表、表格、地图等实现日志的分析与可视化。

Claims (7)

1.一种微服务治理系统，其特征在于，所述系统包括容器编排组件和微服务管理调度模块，所有应用均使用镜像进行部署，使用容器编排组件对镜像进行治理和调度，并结合代码仓库、自动化部署工具完成从开发、部署、测试到生成上线的完整自动化流水线，配合微服务管理调度模块实现了蓝绿、金丝雀和灰度发布机制。
2.如权利要求1所述的一种微服务治理系统，其特征在于，使用微服务管理调度模块的内置网关组件作为外部网关开放内部服务，使用容器编排组件的DNS功能实现服务的注册发现和负载均衡，使用容器编排模块和分布式配置中心组合作为配置中心。
3.如权利要求1或2所述的一种微服务治理系统，其特征在于，使用开源流处理平台作为消息队列实现消息推送系统，使用分布式数据库中间件作为底层框架基于对象关系型数据库管理系统实现了分布式的数据服务，使用分布式定时任务调度平台实现了任务调度能力，使用本地内存缓存和内存型键值对数据库实现二级缓存机制。
4.如权利要求1或2所述的一种微服务治理系统，其特征在于，使用微服务管理调度模块的网络代理和控制中枢组件实现服务容错，支持超时、熔断、限流、隔离和降级，由网络代理组件调解服务网格中的所有入站和出站流量，在实际应用中被部署为sidecar，和对应服务在同一个容器组中；而控制中枢则为网络代理提供服务发现功能，为智能路由和弹性提供流量管理功能，把控制流量行为的高级路由规则转换为网络代理配置，并在运行时把这些规则传递给网络代理以实现服务容错的相关功能；利用容器编排模块及其代理模块可以实现基于DNS的服务发现和负载均衡；综合微服务管理调度模块的网络代理和控制中枢、容器编排模块的网络代理等组件在集群中配合使用可以实现动态服务发现、负载均衡、TLS终止、HTTP/2与gRPC代理、熔断器、健康检查、基于百分比流量的灰度发布和故障注入功能。
5.如权利要求1或2所述的一种微服务治理系统，其特征在于，集群内部应用通过微服务管理调度模块的安全组件实现身份与凭证管理，配合网络代理作为sidecar代理所有请求实现强大的服务间的和最终用户身份验证，支持基于角色的访问控制以实现控制服务间的访问权限问题；集群外部通过自建的用户与权限系统实现统一身份认证和凭证管理，支持OAUTH2.0、OPEN ID Connect、LDAP、SAML认证规范，通过用户池设计可以实现不同的应用或应用组有自己独立的用户体系，并为用户池分配统一的外部接口访问权限；对外接口通过微服务管理调度模块的内部网关组件实现一级的权限认证，进去内部的接口再由应用结合统一的用户与权限系统进行二次验证。
6.如权利要求1或2所述的一种微服务治理系统，其特征在于，基于微服务管理调度模块的网络代理、遥测和监控模块组件实现了服务监控的基础部分，网络代理和应用利用SideCar模式部署在同一个容器组中，可以实现把所有请求中大量关于流量行为的信号作为属性提取出来，然后发送给遥测组件；遥测是一个独立的组件，负责在服务网格上执行访问控制和使用策略，并从网络代理和其他服务收集遥测数据，有一个灵活的插件模型使其可以接入到各种主机环境和基础设施后端；遥测组件会使用自定义配置的规则把对应的属性信息通过监控组件的适配器发送给监控组件，监控组件会把数据整理后存储在时序数据库，并提供接口供外部访问数据；使用链路跟踪可视化工具访问监控组件中的数据实现数据化、图形化的调用链分析与监控；使用指标图形化工具访问监控组件实现了Metrics图形化监控与告警通知；使用容器编排模块的LivenessProbe探针判断应用是否处于运行状态，ReadinessProbe探针判断应用接口是否可用，综合运用两种探针实现了应用的健康检查；平台支持应用提供自定义的监控接口，监控组件会自动发现应用的监控接口并拉取应用提供的监控属性，然后可以通过自定义指标图形化工具显示组件来实现普通应用级别的业务监控。
7.如权利要求1或2所述的一种微服务治理系统，其特征在于，云平台以容器编排模块作为基础的容器治理平台，可以通过搜索引擎模块、日志收集组件和日志可视化组件实现分布式的日志收集系统；搜素引擎模块基于开源搜索和数据分析引擎实现，他通过简单的RESTfulAPI来隐藏了底层技术的复杂性，从而实现了分布式的实时文件存储和分布式的实时分析搜索，每个数据字段都可以被索引，并且可以扩展到上百台服务器，可以处理PB及的结构化与非结构化数据；日志收集组件是一个数据收集器，通过它对日志进行统一的收集与消费，把日志结构化危机JSON，进而统一处理日志数据，包括收集、过滤、缓存和输出，最终把处理过后的日志发送到搜索引擎模块中；日志可视化组件是被设计用来和搜索引擎模块一起使用的分析与可视化平台，用来搜索、查看和交互存放在搜索引擎模块中的日志数据，利用不同的图表、表格、地图等实现日志的分析与可视化。
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