CN113037571A

CN113037571A - 一种大规模微服务架构及其管理方法

Info

Publication number: CN113037571A
Application number: CN202110549380.4A
Authority: CN
Inventors: 赵力夺
Original assignee: Ruizhi Technology Group Co ltd
Current assignee: Ruizhi Technology Group Co ltd
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2041-05-20
Also published as: CN113037571B

Abstract

本发明公开一种大规模微服务架构及其管理方法。所述方法包括启动微服务实例，向微服务网关交换中心注册虚拟微服务及依赖的虚拟微服务，构建微服务组网，将微服务实例加入虚拟微服务的实体清单；以对外暴露的微服务作为检测入口，开始进行微服务组网自检，若微服务网关内所有虚拟微服务依赖的微服务均存在且实体清单不为空，则形成闭环调用链作为微服务自治域；当微服务实例一发起对微服务二的访问时，根据微服务自治域，微服务实例一向微服务网关交换中心发起调用请求，微服务网关交换中心从实体清单中获取微服务二的虚拟微服务，将访问请求转发到虚拟微服务的微服务实例。采用本申请技术方案实现微服务网格自组网，并实现网格自检。

Description

一种大规模微服务架构及其管理方法

技术领域

本发明涉及信息通信领域，尤其涉及一种大规模微服务架构及其管理方法。

背景技术

随着软件规模的不断复杂化，对软件的可用性，灵活性的要求越来越高，微服务架构满足了这个需要，被大量的企业作为软件架构来使用。微服务架构，是把传统的单体大型软件架构，划分为各个微服务，微服务是提供TCP服务的可以运行软件实体，通过各个微服务模块之间的协作完成大型软件的整体功能。各个微服务保持最大的灵活性和独立性，彼此之间通过TCP通讯。

随着微服务数量的增加，大大增加了系统的复杂度，每一个微服务出现问题，都可能引起整体软件的问题，因此微服务的治理是微服务架构必须解决的首要问题。但微服务治理涉及的技术众多，包括有负载均衡，分布式部署，分布式配置，自动伸缩，统一微服务网关，分布式调用链追踪，分布式日志收集与检索，流量控制等众多技术。

现有的微服务管理方法一般都是由开发人员和运维人员进行管理和配置，在系统仅有几十个或上百个微服务时，这种靠人员管理和配置还可以进行，但随着系统规模的不断增加，当微服务数量达到数百上千，乃至上万的时候，靠人员进行配置很难、成本很高。

当前另一种解决此问题的技术是采用服务注册和服务发现机制。这种技术采用了一种称为服务注册中心的组件来提供服务藕合管理，提供服务间依赖关系的一种自动管理机制。服务的提供者向注册中心注册自己的服务，服务的消费也向服务中心注册自己，表明自己消费了某个服务。借助于注册中心解决了服务调用者和服务提供两者之间的直接藕合问题, 具有很大的优势，被大量企业广泛采用，已经成为微服务治理的事实标准。

然而服务注册中心机制在系统规模更大的时候，也暴露出很多问题。首先是系统无法弄清楚微服务有多少个依赖，属于哪种形式的依赖。当微服务系统都搭建起来，一个重要的问题，就是要进行依赖自检，相关的系统藕合关系是否满足。另外服务之间的依赖需要配置或硬编码实现，只能配置个别系统的依赖关系而无法确保整个系统的依赖关系得到满足。

发明内容

本发明提供了一种大规模微服务架构管理方法，包括：

启动微服务实例，向微服务网关交换中心注册虚拟微服务及依赖的虚拟微服务，构建微服务组网，将微服务实例加入虚拟微服务的实体清单；

以对外暴露的微服务作为检测入口，开始进行微服务组网自检，若微服务网关内所有虚拟微服务依赖的微服务均存在且实体清单不为空，则形成闭环调用链作为微服务自治域；

当微服务实例一发起对微服务二的访问时，根据微服务自治域，微服务实例一向微服务网关交换中心发起调用请求，微服务网关交换中心从实体清单中获取微服务二的虚拟微服务，将访问请求转发到虚拟微服务的微服务实例。

如上所述的大规模微服务架构管理方法，其中，在微服务架构中为每个微服务设定微服务自描述方法，所述微服务自描述方法对外提供统一格式的基础方法，用以描述本微服务的供给集和需求集，通过微服务自描述方法接口对微服务进行反射，明确微服实体属性，包括微服务含义、能够提供的服务以及所需要的服务

如上所述的大规模微服务架构管理方法，其中，微服务组网自检具体包括如下子步骤：

调用微服务自描述方法，确定微服务一所依赖的微服务二；

查找微服务网关交换中心，检测所依赖的微服务二的虚拟微服务是否存在并且实体清单是否不为空；

若所依赖的微服务启动了微服务实例且已注入到虚拟微服务实体清单中，则判定存在且不为空，继续调用虚拟微服务的自描述方法检测虚拟微服务的依赖实体是否存在且已注入实体清单，依次递归调用直至微服务的需求集为空，递归调用结束。

如上所述的大规模微服务架构管理方法，其中，当微服务自治域形成后，微服务实例一发起对微服务二的访问时，直接向微服务网关交换中心的虚拟微服务二发起请求，虚拟微服务二的实体清单有微服务实例二，则将访问请求转发至微服务实例二，由此实现微服务实例一对微服务二的访问。

如上所述的大规模微服务架构管理方法，其中，在微服务架构中设置负载均衡策略，当虚拟微服务二的实体清单中有多个微服务实例，则根据负载均衡策略选择最优的微服务实例，将访问请求转发至最优微服务实例。

本申请还提供一种大规模微服务架构，包括：由微服务本身及提供的方法集合构成的供给集，和由微服务耦合依赖其他的虚拟微服务对象及涉及的方法集合构成的需求集，供给集中的微服务通过微服务网关交换中心将访问请求转发至需求集中的微服务。

如上所述的大规模微服务架构，其中，微服务网关交换中心是一种软件设施，接受微服务和虚拟微服务注册，并在微服务和虚拟微服务之间建立实体联系和负载均衡，提供微服务统一请求入口。

本发明实现的有益效果如下：采用本申请技术方案在微服务组网规模巨大时，可以实现微服务网格自组网，并实现网格自检，确保系统的网格关系满足，解决了传统方式部署微服务时，需要人工配置微服务组网关系，非常耗时、过程复发、完全需要人工维护、错误率高的痛点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种大规模微服务架构设计模型图；

图2是微服务网格关系图；

图3是大规模微服务架构管理方法流程图；

图4是微服务组网网关建立模型图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供一种大规模微服务架构，执行下述实施例二所述的大规模微服务架构管理方法。如图1所示，所述大规模微服务架构包括多个微服务，将众多微服务划分为由微服务本身及提供的方法集合构成的供给集、和由微服务耦合依赖其他的虚拟微服务对象及涉及的方法集合构成的由一个或多个虚拟微服务组成需求集，图1中，左侧方框为本微服务的供给集，右侧方框为本微服务的需求集。其中，微服务是提供TCP服务的可以运行软件实体；方法是微服务提供服务的调用接口，可以被其他微服务调用；虚拟微服务是一种软件实现的微服务的模拟表示。

在微服务中设置自描述方法（SelfDescriptionMethod），是微服务提供服务的调用接口，是微服务必须提供的统一格式的基础方法，用以描述本微服务的供给集和需求集，通过该接口，可以对一个微服务进行反射，明确微服实体属性，包括微服务含义（即我是谁）、能够提供的服务（即我能提供什么服务）以及所需要的服务（即我需要什么服务）。

其中，供给集中的微服务通过微服务网关交换中心将访问请求转发至需求集中的微服务，彼此依赖的微服务组成的微服务自治域。微服务网关交换中心是一种软件设施，接受微服务和虚拟微服务注册，并在微服务和虚拟微服务之间建立实体联系和负载均衡，提供微服务统一请求入口；微服务自治域是彼此依赖的微服务组成的一个自完备系统，各个微服务的依赖得到满足和实现，形成一个整体系统对外提供统一服务。

如图1所示，每个圆圈代表一个微服务，实线圆圈代表本微服务，虚线圆圈代表本微服务依赖或藕合的虚拟微服务，圆圈中的方块代表一个方法，其中黑色方块是自描述方法，微服务之间的连线代表微服务之间的调用藕合关系，箭头代表请求藕合关系，微服务只能向自己的需求集发起请求。对于微服务而言，它不知道有其他微服务存在，它仅依赖于自己的需求集，该需求集有一个或多个虚拟微服务组成，可以由其他的微服务来实现。图2中微服务A与微服务B之间有藕合关系，微服务B又与微服务D和E有藕合关系，以此类推，当微服务规模增大时，彼此之间的关系错综复杂，通过本发明的大规模微服务架构管理方法进行关系管理和配置，减少开发人员和运维人员的人工操作。

实施例二

本发明实施例二提供一种大规模微服务架构管理方法，用来解决当微服务架构系统规模增大时，能自动化管理彼此之间的藕合关系，并能自动化实现藕合关系自检，实现微服务自组网，如图3所示，所述方法包括：

步骤310、启动微服务实例，向微服务网关交换中心注册虚拟微服务及依赖的虚拟微服务，构建微服务组网，将微服务实例加入虚拟微服务的实体清单；

当大量的微服务实例开始启动实体服务后，向微服务网关交换中心注册自己的微服务及自已所依赖的虚拟服务。如图4所示，假设有微服务B，启动了两个微服务实例B1、B2，向微服务网关交换中心注册微服务实例B的虚拟微服务B0，同时建立微服务实例B1、B2作为B0虚拟微服务的具体服务实例，即B1、B2为虚拟微服务B0所依赖的虚拟微服务，将微服务实例B1、B2加入虚拟微服务B0的实体清单；每个微服务都向网关注册自己的虚拟微服务、依赖的微服务，并将自己实体服务加入到虚拟微服务的实体清单中。

步骤320、以对外暴露的微服务作为检测入口，开始进行微服务组网自检，若微服务网关内所有虚拟微服务依赖的微服务均存在且实体清单不为空，则形成闭环调用链作为微服务自治域；

在微服务中设定微服务自描述方法，即自描述接口方法，该方法对外提供统一格式的基础方法，用以描述本微服务的供给集需求集，通过该接口，可以对一个微服务进行反射，可以明确微服实体属性，包括但不限于本微服务是什么、能够提供什么服务以及需要什么服务；

具体地，微服务组网自检具体包括如下子步骤：

调用微服务自描述方法，确定微服务一所依赖的微服务二；

如图4所示，假设微服务A作为对外暴露的微服务，则微服务架构系统从对外暴露的微服务A作为检测入口开始进行微服务组网自检，通过调用微服务A的自描述方法得知微服务A依赖的服务为微服务B和C，此时查找微服务网关交换中心，检测微服务B、C的虚拟微服务B0、C0是否存在并且实体清单是否不为空；若微服务B启动了两个微服务实例B1、B2且注入到了虚拟微服务B0实体清单中，以及微服务C启动了两个微服务实例C1、C2，且注入到了虚拟微服务C0实体清单中，则此时微服务B的虚拟微服务B0、微服务C的虚拟微服务C0存在且实体清单不为空；然后微服务架构系统继续调用B0和C0的自描述方法，检测B0、C0的依赖实体是否存在并且已经注入，这个过程跟调用微服务A的自描述方法过程一样，是一个递归调用，直到微服务的需求集为空，此时递归调用结束；

通过上述方式自检结束后，如果微服务网关内的所有的虚拟微服务依赖的微服务都存在，且实体清单不为空，那么微服务架构系统中的微服务形成了一个闭环调用链，成为一个微服务自治域。

步骤330、当微服务实例一发起对微服务二的访问时，根据微服务自治域，微服务实例一向微服务网关交换中心发起调用请求，微服务网关交换中心从实体清单中获取微服务二的虚拟微服务，将访问请求转发到虚拟微服务的微服务实例；

在本发明的微服务架构中，每一个微服务仅向微服务网关交换中心发起调用，它不会感知其他微服务的存在，它们之间的服务网格关系是通过微服务网关交换中心进行路由而连结的；

当微服务自治域形成后，微服务实例A1发起对微服务B的访问时，直接向微服务网关交换中心的虚拟微服务B0发起请求，虚拟微服务B0的实体清单有微服务实例B1、B2，此时，根据微服务架构系统设置的负载均衡策略（如随机策略，哈希策略等），将访问请求转发到微服务实例B2，图4中虚拟微服务B0和微服务实例B2之间有访问请求的转发用实线表示，未被转发访问请求的虚拟微服务B0和微服务实例B1之间用虚线表示。

本发明在微服务组网规模巨大时，可以实现微服务网格自组网，并实现网格自检，确保系统的网格关系满足，解决了传统方式部署微服务时，需要人工配置微服务组网关系，非常耗时，过程复发，完全需要人工维护，错误率高的痛点。与现有技术相比，本发明的方案中，由于采用了微服务自组网模型，大大提高了大规模微服务系统的维护效率和稳定性。通过模拟规模达到1000个微服务的规模时，节约组网配置人力成本10倍，运行稳定性和可靠性也大大提高。

与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种大规模微服务架构，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；

存储器用于存储一个或多个程序指令；

处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行一种大规模微服务架构管理方法。

与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，一个或多个程序指令用于被处理器执行一种大规模微服务架构管理方法。

本发明所公开的实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的方法。

在本发明实施例中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。

本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大规模微服务架构管理方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的大规模微服务架构管理方法，其特征在于，在微服务架构中为每个微服务设定微服务自描述方法，所述微服务自描述方法对外提供统一格式的基础方法，用以描述本微服务的供给集和需求集，通过微服务自描述方法接口对微服务进行反射，明确微服实体属性，包括微服务含义、能够提供的服务以及所需要的服务。

3.如权利要求2所述的大规模微服务架构管理方法，其特征在于，微服务组网自检具体包括如下子步骤：

调用微服务自描述方法，确定微服务一所依赖的微服务二；

4.如权利要求1所述的大规模微服务架构管理方法，其特征在于，当微服务自治域形成后，微服务实例一发起对微服务二的访问时，直接向微服务网关交换中心的虚拟微服务二发起请求，虚拟微服务二的实体清单有微服务实例二，则将访问请求转发至微服务实例二，由此实现微服务实例一对微服务二的访问。

5.如权利要求4所述的大规模微服务架构管理方法，其特征在于，在微服务架构中设置负载均衡策略，当虚拟微服务二的实体清单中有多个微服务实例，则根据负载均衡策略选择最优的微服务实例，将访问请求转发至最优微服务实例。

6.一种大规模微服务架构，其特征在于，所述大规模微服务架构包括：由微服务本身及提供的方法集合构成的供给集，和由微服务耦合依赖其他的虚拟微服务对象及涉及的方法集合构成的需求集，供给集中的微服务通过微服务网关交换中心将访问请求转发至需求集中的微服务。

7.如权利要求6所述的大规模微服务架构，其特征在于，微服务网关交换中心是一种软件设施，接受微服务和虚拟微服务注册，并在微服务和虚拟微服务之间建立实体联系和负载均衡，提供微服务统一请求入口。