CN113285857A

CN113285857A - 一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法

Info

Publication number: CN113285857A
Application number: CN202110844832.1A
Authority: CN
Inventors: 李顺斌; 王伟豪; 张汝云
Original assignee: Zhejiang Lab
Current assignee: Zhejiang Lab
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2041-07-26
Also published as: CN113285857B

Abstract

本发明涉及一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，包括对象描述、性能描述和负载描述；所述对象描述包括服务对象、服务类型、接口类型和运行环境的能力描述，登记于服务注册表，用于发现符合硬件条件的微服务；所述性能描述引入评分机制及性能评分分布图，包括六项子性能：稳定性、接入速率、延迟、接入频率、负载均衡和总负载能力；所述负载描述，包括微服务的当前负载和剩余负载能力，评估微服务的闲忙状态。本发明有利于微服务检索、调用、管理与维护，为用户快速准确调用需要的微服务，帮助开发者实时监测微服务潜在的性能下降和故障，避免微服务的重复建设及资源闲置，降低部署成本，加快调用速度，为微服务的发展建立统一的指导。

Description

一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法

技术领域

本发明属于微服务技术领域，涉及一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法。

背景技术

微服务是一种新兴的软件架构，其通过将一个复杂的程序整体分解为职责单一的、面向服务的一系列个体，每个个体是一个独立运行的单元组件，每个单元组件运行在独立的进程中，组件与组件之间通常使用HTTP/RESTful API这种轻量级的通信机制进行通信。

在超大规模流量的冲击的情况下，许多企业纷纷抛弃了传统的单体架构，拥抱微服务。然而微服务业务模型仍不完善，在具备独立开发、独立部署、可扩展性、可重用性的优点的同时，也带来很多问题，对开发者来说运行维护的难度提高，对用户而言，如何精准获取所需的最优微服务也变得尤其困难。

同时，针对物联网行业的兴起，物联网中拥有不同功能的异构物体同样嵌入了诸多微服务。目前面对物联网海量异构物体、资源管理分散、服务需求多样复杂，很难找到一种统一的管理平台。同时各类物联网异构物体的多样化、复杂化、地域化使异构物体的应用程序开发难度变大，需要掌握大量的专业知识，包括特定物理设备的硬件接口、设备支持的网络接口和协议以及操作系统和编程语言等。这给应用程序的开发者带来了巨大困难，降低了开发效率，而且由于需要考虑大量的底层细节而容易产生错误。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，可以方便用户精准获取所需微服务的同时，还可以帮助开发者实时监测微服务潜在的性能下降和故障，其具体技术方案如下：

一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，包括对象描述、性能描述和负载描述，根据上述描述，可以对微服务的能力进行完整描述，匹配到异构物体最优的微服务；

所述对象描述可以对微服务的所属的异构物体进行描述，可以分类一系列符合异构物体要求的微服务，所述的对象描述包括服务对象、服务类型、接口类型和运行环境，这四项硬件能力描述，登记于服务注册表中，用于发现符合硬件条件的微服务，根据微服务对应的异构物体匹配相应的微服务。

所述性能描述，包括如下六项子性能：稳定性、接入速率、延迟、接入频率、负载均衡和总负载能力，根据所述性能描述，可以描述微服务的运行性能优劣。

所述负载描述，包括微服务的当前负载和剩余负载能力，用于评估微服务的闲忙状态，避免接入带宽拥挤的微服务造成异构物体宕机。

进一步的，所述服务对象，用于描述微服务应用的物联网物理实体的定位和类型；所述的服务类型，用于描述物联网物理实体的服务功能、服务项目、服务内容等；所述的接口类型，用于描述微服务的API网关、语言类型等；所述的运行环境，用于描述微服务运行的操作系统。

进一步的，所述性能描述引入评分机制对其进行能力描述，可以有效针对不同微服务来评估所需要的子性能，进而有效地对物联网微服务进行筛选择或维护，所述评分机制包括日志信息提取自评分、用户评分，通过日志信息提取自评分与用户评分得到的综合评分来决定微服务的子性能评分、子性能的评分构成的性能评分分布图，以及整体评分，所述性能评分分布图可以直观清楚地描述微服务各方面的运行能力，所述的整体评分，为六项子性能评分的平均值，用于评估微服务运行的整体性能水平。

进一步的，所述的稳定性子性能，为微服务运行过程中的异常状态率，所述异常状态包括：断连、网络波动、运行报错等，所述的稳定性评分由日志信息提取自评分和用户评分两部分综合得出，其中日志信息提取自评分是根据微服务某一特定时间段内的日志，提取运行异常状态的日志次数与总运行次数的百分比为故障率，故障率与设定标准值参考得出稳定性的日志信息提取自评分；用户评分是根据每次运行微服务后针对稳定性评分的正态分布数据，去除正态分布正负3∑数据后，∑表示标准差，剩余稳定性评分的中间值为稳定性的用户评分；其中稳定性评分具体由日志信息提取自评分和用户评分的平均值得到，其中若用户评分的样本量小于特定的设定值，则不采用用户评分，稳定性评分等于其日志信息提取自评分。

进一步的，所述的接入速率子性能，为微服务接到用户接入请求后到实际接入的时间，所述接入速率评分由日志信息提取自评分和用户评分两部分综合得出，其中日志信息提取自评分是根据微服务某一特定时间段内的日志，提取日志中记录的接入时间，将所有接入时间取平均值，接入时间平均值与设定标准值参考得出接入时间的日志信息提取自评分；用户评分是根据每次运行微服务后针对接入速率评分的正态分布数据，去除正态分布正负3∑数据后，∑表示标准差，剩余接入速率评分的中间值为接入速率的用户评分，所述接入速率评分具体由日志信息提取自评分和用户评分的平均值得到，其中若用户评分的样本量小于特定的设定值，则不采用用户评分，接入速率评分等于其日志信息提取自评分。

进一步的，所述的延迟子性能，为微服务运行过程中的接收用户指令到反馈用户指令的延迟时间，所述延迟评分由日志信息提取自评分和用户评分两部分综合得出，其中日志信息提取自评分是根据微服务某一特定时间段内的日志，提取日志中的延迟时间，将所有延迟时间取平均值，延迟时间平均值与设定标准值参考得出延迟时间的日志信息提取自评分；用户评分是根据每次运行微服务后针对延迟评分的正态分布数据，去除正态分布正负3∑数据后，∑表示标准差，剩余延迟评分的中间值为延迟的用户评分，所述延迟评分具体由日志信息提取自评分和用户评分的平均值得到，其中若用户评分的样本量小于特定的设定值，则不采用用户评分，延迟评分等于其日志信息提取自评分。

进一步的，所述的接入频率子性能，是特定时间段内微服务实际接入次数，反应微服务的被用户调用的频率，其评分由微服务在特定时间段内运行的日志次数与设定标准值参考得出。

进一步的，所述的负载均衡子性能，为微服务运行过程中由于负载量过大导致的一系列限流、熔断、服务降级的行为，反映了微服务的负载均衡能力，其评分由微服务日志信息提取自评分决定，其中日志信息提取自评分根据微服务某一特定时间段内的日志，提取发生限流、熔断、服务降级的次数与总运行次数的百分比为负载均衡能力，负载均衡能力与设定标准值参考得出的评分，即为负载均衡评分。

进一步的，所述的总负载能力子性能，为微服务的最大负载能力，其评分由微服务最近一次日志记录的最大负载量与设定标准值参考得出。

进一步的，所述负载描述，包括当前负载和剩余负载的能力描述，通过实时监测微服务的当前负载能力，通过与总负载能力相比较得出剩余负载能力，来判定微服务是否适宜接入。

有益效果：本发明针对微服务的底层架构，引领标准体系建立，利用这种方法来描述微服务，有利于微服务检索、调用、管理与维护，微服务性能描述针对不同微服务作出对应的性能评分分布图，可以为用户快速准确调用需要的微服务，帮助开发者实时监测潜在的性能下降和故障，避免微服务的重复建设及资源闲置，降低部署成本，加快调用速度，为微服务的发展建立统一的指导。

附图说明

图1为微服务能力描述示意图；

图2为微服务对象描述示意图；

图3为微服务性能评分分布示意图；

图4为实施例一车载导航微服务性能描述示意图；

图5为实施例二视频会议直播微服务性能描述示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，以下结合说明书附图，对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

本发明实施例中，提供一种车载导航微服务的能力描述方法，描述了车载导航的微服务能力。

如图1所示，对车载导航微服务能力进行对象描述、性能描述以及负载描述。

如图2所示，对车载导航微服务能力进行对象描述，包括服务对象、服务类型、接口类型、运行环境。其中，服务对象描述了微服务的运行实体以及实体所在的位置，其中包括但不限于摄像头、PC、空调、电视、以及其他智能设备等，本发明对此不作限定；服务类型描述了微服务的服务功能或服务内容类型，包括但不限于视频功能、音频功能、搜索功能或是开关功能等，本发明对此不作限定；接口类型描述了微服务的API网关、微服务的编写语言等；运行环境描述了微服务运行的操作系统，包括Windows、Android、IOS、Harmony等，本发明对此不作限定。由上述4项对象描述可以简单快速的将微服务适配硬件的能力描述清楚。

对车载导航微服务，其服务对象为某车机系统的车载平板；服务类型为导航功能；接口类型为API网关、编程语言JAVA；运行环境为Android。通过上述服务对象、服务类型、接口类型、运行环境4项对象描述对该微服务的硬件能力作出了描述，亦可以通过4项对象描述匹配到符合要求的微服务。

如图3所示，对微服务能力进行性能描述，包括以下六项子性能：稳定性、接入速率、延迟、接入频率、负载均衡、总负载能力。

根据日志信息提取自评分和用户评分分别得到了稳定性、接入速率、和延迟的三项子性能评分；根据运行日志得出接入频率、负载均衡，以及总负载能力评分，最终得到如图4所示的车载导航微服务性能评分分布示意图，以及其整体评分。

由图4可以清楚描述车载导航微服务的性能，对于车载导航微服务，最需要保证的性能是稳定性和延迟，这样才能保证用户调取车载导航服务时的正确性和安全性；接入速率因需要调取定位系统等，因此接入速率一般，评分略微偏低，但并不影响车载导航的微服务的主要功能；接入频率因导航使用频繁，其接入频率评分较高；总负载能力评分较低，因通常为用户与微服务一一对应；因此其负载均衡能力较高。

通过微服务的性能描述，6项子性能评价了车载导航微服务的各种方面性能，且综合评分较优，为用户选取微服务或开发者维护提供了参考意见。

最后，通过微服务的负载描述，描述了当前的车载导航是否由空闲带宽支持用户接入。

实施例二：

本发明实施例中，提供视频会议直播微服务的能力描述方法，描述了用于视频会议的直播微服务能力。

如图1所示，对视频会议直播微服务能力进行对象描述、性能描述以及负载描述。

如图2所示，对视频会议直播微服务能力进行对象描述，包括服务对象、服务类型、接口类型、运行环境。其中，服务对象描述了微服务的运行实体以及实体所在的位置，其中包括但不限于摄像头、PC、空调、电视、以及其他智能设备等，本发明对此不作限定；服务类型描述了微服务的服务功能或服务内容类型，包括但不限于视频功能、音频功能、搜索功能或是开关功能等，本发明对此不作限定；接口类型描述了微服务的API网关、微服务的编写语言等；运行环境描述了微服务运行的操作系统，包括Windows、Android、IOS、Harmony等，本发明对此不作限定。由上述4项对象描述可以简单快速的将微服务适配硬件的能力描述清楚。

对视频会议直播微服务，其服务对象为用于某视频会议的PC；服务类型为视频直播；接口类型为API网关、编程语言JAVA；运行环境为Windows。通过上述服务对象、服务类型、接口类型、运行环境4项对象描述对该微服务的硬件能力作出了描述，亦可以通过4项对象描述匹配到符合要求的微服务。

如图3所示，对视频直播微服务能力进行性能描述，包括稳定性、接入速率、延迟、接入频率、负载均衡、总负载能力六项子性能。

根据日志信息提取自评分和用户评分分别得到了稳定性、接入速率、和延迟的三项子性能评分；根据运行日志得出接入频率、负载均衡，以及总负载能力评分，最终得到如图5所示的视频直播微服务性能评分分布示意图，以及其整体评分。

由图5可以清楚描述视频直播微服务的性能，对于会议视频直播微服务，需要较优的稳定性才能保证众多用户的使用体验以及视频会议的顺利；由于视频会议接入用户量较大以及用户位置各异，延迟评分一般；接入速率因需要用户量较大，接入速率较慢评分较低，但并不影响该项微服务的使用；接入频率因用户量较多，接入量较大，因此介入频率较高；总负载能力评分较高，说明该项视频直播微服务为大量用户视频会议提供较大的带宽；若发生过量用户涌入，视频直播微服务备有部分用户限流、部分用户降级为仅音频流等负载均衡的操作，因此其负载均衡评分较高。

通过微服务的性能描述，6项子性能评价了视频直播微服务的各种方面性能，且综合评分较优，为用户选取微服务或开发者维护提供了参考意见。

最后，通过微服务的负载描述，描述了当前的视频直播微服务的负载量，从而判断是否还能继续接入更多用户量或对部分用户采取限流降级等操作。

以上所述，仅为本发明的优选实施案例，并非对本发明做任何形式上的限制。虽然前文对本发明的实施过程进行了详细说明，对于熟悉本领域的人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在本发明精神和原则之内所做修改、同等替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，包括对象描述、性能描述和负载描述；

所述的对象描述包括服务对象、服务类型、接口类型和运行环境的能力描述，登记于服务注册表中，用于发现符合硬件条件的微服务；

所述性能描述，包括如下六项子性能：稳定性、接入速率、延迟、接入频率、负载均衡和总负载能力；

所述负载描述，包括微服务的当前负载和剩余负载能力，用于评估微服务的闲忙状态。

2.根据权利要求1所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述服务对象，用于描述微服务应用的物联网物理实体的定位和类型；所述的服务类型，用于描述物联网物理实体的服务功能、服务项目、服务内容；所述的接口类型，用于描述微服务的API网关、语言类型；所述的运行环境，用于描述微服务运行的操作系统。

3.根据权利要求1所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述性能描述引入评分机制进行能力描述，所述评分机制包括日志信息提取自评分、用户评分，通过日志信息提取自评分与用户评分得到的综合评分来决定微服务的子性能评分、子性能的评分构成的性能评分分布图、以及整体评分，所述的整体评分，为六项子性能评分的平均值。

4.根据权利要求3所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述的稳定性子性能，为微服务运行过程中的异常状态率，所述异常状态包括：断连、网络波动、运行报错等，所述的稳定性评分由日志信息提取自评分和用户评分两部分综合得出，其中日志信息提取自评分是根据微服务某一特定时间段内的日志，提取运行异常状态的日志次数与总运行次数的百分比为故障率，故障率与设定标准值参考得出稳定性的日志信息提取自评分；用户评分是根据每次运行微服务后针对稳定性用户评分的正态分布数据，去除正态分布正负3∑数据后，∑表示标准差，剩余稳定性评分的中间值为稳定性的用户评分；所述稳定性评分具体由日志信息提取自评分和用户评分的平均值得到，其中若用户评分的样本量小于特定的设定值，则不采用用户评分，稳定性评分等于其日志信息提取自评分。

5.根据权利要求3所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述的接入速率子性能，为微服务接到用户接入请求后到实际接入的时间，所述接入速率评分由日志信息提取自评分和用户评分两部分综合得出，其中日志信息提取自评分是根据微服务某一特定时间段内的日志，提取日志中记录的接入时间，将所有接入时间取平均值，接入时间平均值与设定标准值参考得出接入时间的日志信息提取自评分；用户评分是根据每次运行微服务后针对接入速率用户评分的正态分布数据，去除正态分布正负3∑数据后，∑表示标准差，剩余接入速率评分的中间值为接入速率的用户评分，所述接入速率评分具体由日志信息提取自评分和用户评分的平均值得到，其中若用户评分的样本量小于特定的设定值，则不采用用户评分，接入速率评分等于其日志信息提取自评分。

6.根据权利要求3所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述的延迟子性能，为微服务运行过程中的接收用户指令到反馈用户指令的延迟时间，所述延迟评分由日志信息提取自评分和用户评分两部分综合得出，其中日志信息提取自评分是根据微服务某一特定时间段内的日志，提取日志中的延迟时间，将所有延迟时间取平均值，延迟时间平均值与设定标准值参考得出延迟时间的日志信息提取自评分；用户评分是根据每次运行微服务后针对延迟评分的正态分布数据，去除正态分布正负3∑数据后，∑表示标准差，剩余延迟评分的中间值为延迟的用户评分，所述延迟评分具体由日志信息提取自评分和用户评分的平均值得到，其中若用户评分的样本量小于特定的设定值，则不采用用户评分，延迟评分等于其日志信息提取自评分。

7.根据权利要求3所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述的接入频率子性能，是特定时间段内微服务实际接入次数，其评分由微服务在特定时间段内运行的日志次数与设定标准值参考得出。

8.根据权利要求3所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述的负载均衡子性能，为微服务运行过程中由于负载量过大导致的一系列限流、熔断、服务降级的行为，其评分由微服务日志信息提取自评分决定，其中日志信息提取自评分根据微服务某一特定时间段内的日志，提取发生限流、熔断、服务降级的次数与总运行次数的百分比为负载均衡能力，负载均衡能力与设定标准值参考得出的评分，即为负载均衡评分。

9.根据权利要求3所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述的总负载能力子性能，为微服务的最大负载能力，其评分由微服务最近一次日志记录的最大负载量与设定标准值参考得出。

10.根据权利要求1所述一种面向物联网异构物体的微服务能力描述方法，其特征在于，所述负载描述，包括当前负载和剩余负载的能力描述，通过实时监测微服务的当前负载能力，通过与总负载能力相比较得出剩余负载能力，来判定微服务是否适宜接入。