CN111131449A - 一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法 - Google Patents

一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，对各水资源管理模型服务及其运行环境进行容器化，得到各水资源管理模型服务容器；然后基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器为系统枢纽节点搭建高可用集群；使各水资源管理模型服务容器以及对其镜像复制后的各水资源管理模型服务容器，均与高可用集群中的枢纽服务节点和镜像枢纽服务节点连接，构建水资源模型服务集群，最后实现各水资源模型服务集群的负载均衡，得到水资源管理系统服务集群化框架。所得框架对同一个外部请求提供多个功能相同的可选接口资源，并且自动分配当前运行效率最高的节点进行服务响应，减小了外部请求的响应等待时间，提升了水资源管理系统整体性能。

Description

一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法
技术领域
本发明属于水利信息化领域，更具体地，涉及一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法。
背景技术
随着现代水利信息资源的深入开发和利用，近年来，国内外水利信息化建设水平大幅提升，在理论和实践上取得了较多成果。基于对象建模技术的水资源环境信息系统可用于辅助研究陆地的水文变化；水资源质量管理信息分析系统在很大程度上提高了各层级单位的水资源管理效率；水文地质信息系统能够实时更新数据，高效展示可视化的水文地质条件信息。可见，构建高性能水资源管理系统是水利信息化建设的重要内容，是衡量水利事业现代化水平的主要标志。
传统的集中式水资源管理系统集成方法，各水资源管理模型采用集中式部署，各水资源管理模型难以进行横向扩展，性能较低。随着水资源管理系统业务功能的复杂化，系统的实时性和可扩展性需求也不断提升，传统的集中式水资源管理系统集成方法已经难以满足水资源管理模型的高性能和易扩展性需求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，其目的在于解决现有技术由于采用集中式部署，各水资源管理模型难以进行横向扩展而导致的性能较低的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，包括以下步骤：
S1、对水资源管理系统进行需求分析，确定水资源管理模型，对各水资源管理模型服务及其运行环境进行容器化，得到各水资源管理模型服务容器；
S2、基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器，对水资源管理系统中的枢纽服务节点进行镜像复制，得到多个镜像枢纽服务节点，为系统枢纽节点搭建高可用集群；
S3、对所得的各水资源管理模型服务容器，分别进行镜像复制，得到多个镜像水资源管理模型服务容器，并使所得的各水资源管理模型服务容器和其对应的镜像水资源管理模型服务容器，均与高可用集群中的枢纽服务节点和镜像枢纽服务节点连接，构建水资源模型服务集群，实现各水资源模型服务集群的负载均衡，得到水资源管理系统服务集群化框架。
进一步优选地，步骤S1包括以下步骤：
S11、对水资源管理系统进行需求分析，根据系统业务需求确定水资源管理模型列表；
S12、对水资源管理模型列表中的各模型进行服务封装，得到各水资源管理模型服务；
S13、对各水资源管理模型服务分别进行调试，确定各模型服务的最佳运行环境；
S14、分别将各水资源管理模型服务及其最佳运行环境打包到容器中，得到水资源管理模型服务容器。
进一步优选地，步骤S2包括以下步骤：
S21、基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器，确定水资源管理系统的枢纽服务节点；
S22、对所得枢纽服务节点进行镜像复制，扩展成多个镜像枢纽服务节点；
S23、将所得枢纽服务节点以及各镜像枢纽节点两两互相连接，得到高可用集群。
进一步优选地，水资源管理系统的枢纽服务节点包括：服务管理类枢纽服务节点和水资源管理模型类枢纽节点；
服务管理类枢纽服务节点包括：服务注册中心节点、用户管理节点和网关节点；为服务管理类枢纽服务节点搭建的高可用集群为服务管理类高可用集群；
水资源管理模型类枢纽节点根据水资源管理系统业务逻辑确定；为水资源管理模型类枢纽节点搭建的高可用集群为水资源管理模型类高可用集群。
进一步优选地，根据每个镜像水资源管理模型服务容器的调用频率和运行效率，并实现各水资源模型服务集群的负载均衡。
进一步优选地，从不同的负载均衡算法中，选出使各水资源管理模型服务的平均接口响应时间最小的负载均衡算法，实现各水资源模型服务集群的负载均衡。
另一方面，本发明提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行本发明第一方面所提出的水资源管理系统服务集群化框架构建方法。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明提供了一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，通过对各水资源管理模型服务及其运行环境进行容器化，得到各水资源管理模型服务容器；然后基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器为系统枢纽节点搭建高可用集群；使各水资源管理模型服务容器以及对其镜像复制后的各水资源管理模型服务容器，均与高可用集群中的枢纽服务节点和镜像枢纽服务节点连接，构建水资源模型服务集群，最后实现各水资源模型服务集群的负载均衡，得到水资源管理系统服务集群化框架。所得水资源管理系统服务集群化框架中多个模型服务同时运行，形成水资源管理模型服务集群，对同一个外部请求提供多个功能相同的可选接口资源，并根据负载均衡算法自动分配当前运行效率最高的节点进行服务响应，最大限度挖掘系统性能潜力，减小了外部请求的响应等待时间，解决了高并发量访问压力下单个服务的运行效率问题，提升了水资源管理系统整体性能。
2、本发明所提供的水资源管理系统服务集群化框架构建方法，针对系统枢纽节点搭建了高可用集群，服务管理类高可用集群在节点故障时自动启用备用节点，保证系统基本功能正常运行。水资源管理模型类枢纽节点位于系统业务逻辑结构的关键位置，是其他模型和业务正常运行的依赖，水资源管理模型类枢纽节点的高可用集群提供了系统业务功能的容灾手段，保证系统高级功能正常运行。两种高可用集群依靠备份节点的冗余性，减少了服务的中断时间，提升了系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明所提供的一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法流程图；
图2是本发明实施例所搭建的水资源管理系统服务集群化框架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、对水资源管理系统进行需求分析，确定水资源管理模型，对各水资源管理模型服务及其运行环境进行容器化，得到各水资源管理模型服务容器；
优选地，包括以下步骤：
S11、对水资源管理系统进行需求分析，根据系统业务需求确定水资源管理模型列表；
S12、对水资源管理模型列表中的各模型进行服务封装，得到各水资源管理模型服务；
S13、对各水资源管理模型服务分别进行调试，确定各模型服务的最佳运行环境；具体的，在一个可选实施例中，对水资源管理模型服务进行调试和试运行，使用浏览器或者模拟工具对水资源管理模型的接口进行调用测试，确定模型服务的最佳运行环境。
S14、分别将各水资源管理模型服务及其最佳运行环境打包到容器中，得到水资源管理模型服务容器，方便进行应用和管理。
S2、基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器，对水资源管理系统中的枢纽服务节点进行镜像复制，得到多个镜像枢纽服务节点，为系统枢纽节点搭建高可用集群；
优选地，包括以下步骤：
S21、基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器，确定水资源管理系统的枢纽服务节点；
具体的，在一个可选实施例中，水资源管理系统的枢纽服务节点主要包括两类，一类是服务管理类枢纽服务节点，包括服务注册中心节点、用户管理节点和网关节点等，这些节点主要用于服务管理，为这类节点搭建的高可用集群为服务管理类高可用集群，在节点故障时自动启用备用节点，保证系统基本功能正常运行。另一类是水资源管理模型类枢纽节点，通过分析系统业务逻辑，对水资源管理系统进行测试，将对系统性能具有决定性影响的水资源管理模型作为枢纽服务节点；这类节点是其他水资源管理模型和业务正常运行的依赖，为这类节点搭建的高可用集群为水资源管理模型类高可用集群，为系统业务功能提供了容灾手段，保证了系统高级功能正常运行。
S22、对所得枢纽服务节点进行镜像复制，扩展成多个镜像枢纽服务节点；具体的，各镜像枢纽服务节点的功能、输入输出格式以及运行环境均相同。
S23、将所得枢纽服务节点以及各镜像枢纽节点两两互相连接，得到高可用集群。
S3、对所得的各水资源管理模型服务容器，分别进行镜像复制，得到多个镜像水资源管理模型服务容器，并使所得的各水资源管理模型服务容器和其对应的镜像水资源管理模型服务容器，均与高可用集群中的枢纽服务节点和镜像枢纽服务节点连接，构建水资源模型服务集群，实现各水资源模型服务集群的负载均衡，得到水资源管理系统服务集群化框架。具体的，各镜像水资源管理模型服务容器的功能、输入输出格式以及运行环境均相同。其中，各水资源管理模型服务容器和其对应的镜像水资源管理模型服务容器均为外部请求提供接口资源，方便调用，并且每个接口资源对应多个镜像水资源模型服务节点。
具体的，在一个可选实施例中，根据每个镜像水资源管理模型服务容器的调用频率和运行效率，并实现各水资源模型服务集群的负载均衡。具体为：挑选多种负载均衡算法作为备选，具体包括轮询法、随机法、随机轮询法、源地址哈希法、加权轮询法等。分别采用不同负载均衡算法确定各水资源管理模型服务容器的调用顺序，记录每种算法下各水资源管理模型服务的接口响应时间，统计所有负载均衡算法下，各水资源管理模型服务的平均接口响应时间，选取平均接口响应时间最小的算法作为水资源模型服务集群的负载均衡算法。
在一个可选实施例中，采用本发明所提出的水资源管理系统服务集群化框架构建方法搭建的水资源管理系统服务集群化框架，如图2所示，包括高可用集群和水资源模型服务集群。其中，高可用集群中的枢纽服务节点为服务注册中心节点，对该服务注册中心节点进行镜像复制，得到镜像枢纽服务节点，即备用服务注册中心节点。通过对水资源管理系统进行需求分析，得到水资源管理模型服务A和水资源管理模型服务B，分别对各水资源管理模型服务进行容器化后，得到水资源管理模型服务容器，均记为容器1。分别对水资源管理模型服务A和水资源管理模型服务B中的模型节点1进行镜像复制后，各扩展成3个镜像水资源管理模型服务容器，分别记为容器2、容器3和容器4。并且所得水资源管理模型服务A和水资源管理模型服务B中的容器1、容器2、容器3和容器4，均与高可用集群中的服务注册中心节点和备用服务注册中心节点连接。具体的，以水文预报评估业务为例，该业务包括水文预报和预报结果评估两个模型，其中水文预报模型是预报结果评估模型的依赖，是系统的枢纽节点，即必须先进行水文预报，才能进行预报结果评估。首先将两个模型进行服务化，得到水文预报模型服务和预报结果评估模型服务，然后将两个服务分别进行容器化，得到水文预报模型服务容器和预报结果评估模型服务容器。将所得的两个模型服务容器分别进行镜像复制，分别扩展得到对应的3个镜像水文预报模型服务容器和3个镜像预报结果评估模型服务容器。将所得的水文预报模型服务容器和预报结果评估模型服务容器及其对应的镜像容器均与高可用的服务注册中心节点和备用服务注册中心节点连接。同时，基于所得水文预报模型服务容器构建高可用集群，并连接到高可用的服务注册中心节点和备用服务注册中心节点。针对一次外部请求，服务注册中心节点的高可用集群依靠备份节点的冗余性，保证了系统基本功能的正常运行，提升了系统的稳定性；水文预报模型构建的高可用集群，减少了服务的中断时间，保证了系统水文预报评估业务的正常运行；水文预报模型服务和预报结果评估模型服务集群依靠负载均衡集群的构建和网关负载均衡算法，能够自动分配当前运行效率最高的节点进行服务响应，最大限度挖掘系统性能潜力，减小了外部请求的响应等待时间，提升了系统的整体运行速度。综上所述，本发明考虑了水利专业模型的高性能和服务化需求，针对现有技术的缺陷和水利行业信息化的大环境，提出了一种有效的水资源管理系统服务集群化方法，成倍提升系统整体性能，具有很高的实用价值。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对水资源管理系统进行需求分析，确定水资源管理模型，对各水资源管理模型服务及其运行环境进行容器化，得到各水资源管理模型服务容器；
S2、基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器，对水资源管理系统中的枢纽服务节点进行镜像复制，得到多个镜像枢纽服务节点，为系统枢纽节点搭建高可用集群；
S3、对所得的各水资源管理模型服务容器，分别进行镜像复制，得到多个镜像水资源管理模型服务容器，并使所得的各水资源管理模型服务容器和其对应的镜像水资源管理模型服务容器，均与高可用集群中的枢纽服务节点和镜像枢纽服务节点连接，构建水资源模型服务集群，实现各水资源模型服务集群的负载均衡，得到水资源管理系统服务集群化框架。
2.根据权利要求1所述的一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：
S11、对水资源管理系统进行需求分析，根据系统业务需求确定水资源管理模型列表；
S12、对水资源管理模型列表中的各模型进行服务封装，得到各水资源管理模型服务；
S13、对各水资源管理模型服务分别进行调试，确定各模型服务的最佳运行环境；
S14、分别将各水资源管理模型服务及其最佳运行环境打包到容器中，得到水资源管理模型服务容器。
3.根据权利要求1所述的一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
S21、基于水资源管理业务和所得各水资源管理模型服务容器，确定水资源管理系统的枢纽服务节点；
S22、对所得枢纽服务节点进行镜像复制，扩展成多个镜像枢纽服务节点；
S23、将所得枢纽服务节点以及各镜像枢纽节点两两互相连接，得到高可用集群。
4.根据权利要求1或3所述的一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，其特征在于，所述水资源管理系统的枢纽服务节点包括：服务管理类枢纽服务节点和水资源管理模型类枢纽节点；
所述服务管理类枢纽服务节点包括：服务注册中心节点、用户管理节点和网关节点；为服务管理类枢纽服务节点搭建的高可用集群为服务管理类高可用集群；
所述水资源管理模型类枢纽节点根据水资源管理系统业务逻辑确定；为水资源管理模型类枢纽节点搭建的高可用集群为水资源管理模型类高可用集群。
5.根据权利要求1所述的一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，其特征在于，根据每个镜像水资源管理模型服务容器的调用频率和运行效率，并实现各水资源模型服务集群的负载均衡。
6.根据权利要求5所述的一种水资源管理系统服务集群化框架构建方法，其特征在于，从不同的负载均衡算法中，选出使各水资源管理模型服务的平均接口响应时间最小的负载均衡算法，实现各水资源模型服务集群的负载均衡。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行权利要求1-6任意一项所述的水资源管理系统服务集群化框架构建方法。
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