CN113515458A - 一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、将测试应用部署到容器管理平台上，并向每个应用注入代理和通信总线进程；S2、新增一个代理和通信总线插件，并在各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件；S3、利用所述代理和通信总线插件接收外部请求并进行处理；S4、在业务容器中新增一个守护进程来控制业务应用的启停，并提供接口给代理和通信总线插件调用。有益效果：通过支持对接口调用的返回，能够支持更多场景下的测试环境资源的降耗，通过新增的Envoy插件在发现接口请求为重复性或者相似请求时，直接替代业务应用来应答，从而释放资源，降低消耗。
Description
技术领域
本发明涉及DevOps领域，具体来说，涉及一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法及系统。
背景技术
随着云原生、DevOps(指研发Development和运维Operation的一体化，是一组过程、方法和系统的统称)等新技术、新理念的不断发展和应用，微服务已经成为主流的应用架构模式，应用的数量大幅增长，带来了环境资源消耗过多的问题，比如：一套由100个微服务应用组成的系统，通常会有开发环境、测试环境、试飞环境、验收环境、配置环境等5套环境，就需要占用500个应用进程的资源，而且由于微服务复杂的调用关系，无法提前预测哪些应用会被用到，因此所有应用都必须处于运行状态，资源空跑造成了浪费。因此降低测试环境的资源消耗(后又简称为降耗)十分有意义。
为了降低微服务场景下大量测试环境带来的资源消耗问题，有人采用资源云化来提高利用率，也有人提出对僵尸应用进行识别并自动清理，但是这些方法并非针对测试环境的特点而设计，因此在实际应用中并不能达到最优的效果。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法及系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，该方法包括以下步骤：
将测试应用部署到容器管理平台上，并向每个应用注入代理和通信总线进程；
新增一个代理和通信总线插件，并在各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件；
利用所述代理和通信总线插件接收外部请求并进行处理；
在业务容器中新增一个守护进程来控制业务应用的启停，并提供接口给代理和通信总线插件调用。
进一步的，所述将测试应用部署到容器管理平台上，并向每个应用注入代理和通信总线进程包括以下步骤：
将测试应用部署到支持微服务开放平台组件的容器管理平台上；
所述容器管理平台通过所述微服务开放平台组件提供服务网格服务；
所述微服务开放平台组件向每个应用注入代理和通信总线进程来统一处理应用所有的外部请求。
进一步的，所述在各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件的步骤为：
在所述微服务开放平台组件中通过定义代理服务过滤器对象在平台的各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件。
进一步的，所述利用所述代理和通信总线插件接收外部请求并进行处理包括以下步骤：
利用代理和通信总线插件来记录每次发给业务应用的请求包和返回包，并缓存起来，供后续查询使用；
利用代理和通信总线插件检查外部请求的相似度；
利用代理和通信总线插件检查业务应用的活跃时间；
利用代理和通信总线插件检查业务应用的状态。
进一步的，所述利用代理和通信总线插件检查外部请求的相似度包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件每次收到外部请求时，根据接口名和参数名来检查缓存中是否存在相似的请求，若存在且符合自动应答规则，则根据缓存数据组装应答后直接响应，若不存在则将请求转发给实际的业务应用，并更新业务应用活跃时间为当前时间。
进一步的，所述利用代理和通信总线插件检查业务应用的活跃时间包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件定时检查业务应用的上次活跃时间，若超过配置的阈值，则标记业务应用为不活跃，调用命令停止业务应用，释放资源。
进一步的，所述利用代理和通信总线插件检查业务应用的状态包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件在转发消息给业务应用时，若发现业务应用状态为已停止，则先启动业务应用，然后再转发消息给业务应用。
进一步的，所述守护进程在业务应用停止时依然保持正常运行。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的系统，该系统包括以下组成：
容器管理平台服务端，用于提供容器管理平台的服务；
微服务开放平台服务端，用于提供微服务开放平台组件的服务；
降耗管理服务端，用于配置与管理代理和通信总线插件的运行规则与状态；
容器管理平台工作节点，用于部署测试应用，并部署微服务开放平台组件支持服务网格对测试应用进行处理。
进一步的，所述容器管理平台工作节点包括网络命名空间，所述网络命名空间包括代理和通信总线和应用程序，且所述代理和通信总线支持插件机制。
本发明的有益效果为：通过资源云化共享的方式提高资源利用率，对于CPU资源的节省效果比较明显，但是对于内存往往效果不好，因为即使没有什么请求，应用进程启动也会占用很多内存，而本发明所述的方法会将应用程序彻底停止，完全释放应用所占资源，而Envoy应用相较于业务应用要轻量化的多，其占用资源可以忽略不计，因此能够更加有效的节省资源，同时通过Envoy插件实现对原有业务应用的自动替代，并自动释放原有应用的资源，能够有效降低测试环境系统资源消耗。
其次，通过识别僵尸进程并停止的方法，仅仅适用于那些应用没有任何请求的场景，在实际场景中较少，而本发明所述方法通过支持对接口调用的返回，能够支持更多场景下的测试环境资源的降耗。即新增的Envoy插件在发现接口请求为重复性或者相似请求时，直接替代业务应用来应答，并自动将不活跃业务应用停止下来，释放资源，当接口请求为新请求时，会自动拉起原有应用保证业务正常处理，通过这种方式，Envoy插件能够将大量不活跃应用停止下来，并在需要时自动拉起，从而实现大幅降低测试环境的资源消耗。
最后，本发明所述方案利用了ServiceMesh技术，通过Istio组件可以在应用平台层统一实施，无需业务系统进行改造即可以支持，相比一些需要在应用修改代码逻辑的资源降耗方案，具备更强的可实施性。
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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法中Envoy插件处理外部请求的流程图；
图3是根据本发明实施例的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法中应用状态转换逻辑示意图；
图4是根据本发明实施例的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的系统的系统实现示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法及系统。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，该方法包括以下步骤：
S1、将测试应用部署到容器管理平台(Kubernetes)上，并向每个应用注入代理和通信总线进程；
其中，所述将测试应用部署到容器管理平台上，并向每个应用注入代理和通信总线进程包括以下步骤：
S11、将测试应用部署到支持微服务开放平台(Istio)组件的容器管理平台上；
S12、所述容器管理平台通过所述微服务开放平台组件提供服务网格(ServiceMesh)服务；
S13、所述微服务开放平台组件向每个应用注入代理和通信总线进程来统一处理应用所有的外部请求。
S2、新增一个代理和通信总线(Envoy)插件，并在各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件；
其中，所述在各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件的步骤为：
在所述微服务开放平台组件中通过定义代理服务过滤器(EnvoyFilter)对象在平台的各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件。
S3、利用所述代理和通信总线插件接收外部请求并进行处理；
其中，所述利用所述代理和通信总线插件接收外部请求并进行处理包括以下步骤：
S31、利用代理和通信总线插件来记录每次发给业务应用的请求包和返回包，并缓存起来，供后续查询使用；
S32、利用代理和通信总线插件检查外部请求的相似度；
即所述代理和通信总线插件每次收到外部请求时，根据接口名和参数名来检查缓存中是否存在相似的请求，若存在且符合自动应答规则，则根据缓存数据组装应答后直接响应，若不存在则将请求转发给实际的业务应用，并更新业务应用活跃时间为当前时间。
S33、利用代理和通信总线插件检查业务应用的活跃时间；
即所述利用代理和通信总线插件检查业务应用的活跃时间包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件定时检查业务应用的上次活跃时间，若超过配置的阈值，则标记业务应用为不活跃，调用命令停止业务应用，释放资源。
S34、利用代理和通信总线插件检查业务应用的状态。
即所述利用代理和通信总线插件检查业务应用的状态包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件在转发消息给业务应用时，若发现业务应用状态为已停止，则先启动业务应用，然后再转发消息给业务应用。
S4、在业务容器中新增一个守护进程来控制业务应用的启停，并提供接口给代理和通信总线插件调用。
其中，所述守护进程在业务应用停止时依然保持正常运行。
根据本发明的另一个实施例，如图4所示，还提供了一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的系统，该系统包括以下组成：
容器管理平台服务端，用于提供容器管理平台的服务；
微服务开放平台服务端，用于提供微服务开放平台组件的服务；
降耗管理服务端，用于配置与管理代理和通信总线插件的运行规则与状态；
容器管理平台工作节点，用于部署测试应用，并部署微服务开放平台组件支持服务网格(ServiceMesh)对测试应用进行处理。
在一个实施例中，所述容器管理平台工作节点包括网络命名空间，所述网络命名空间包括代理和通信总线和应用程序，且所述代理和通信总线支持插件机制。
如图4所示，将测试应用程序部署到Kubernetes平台上，Kubernetes平台通过部署Istio组件支持ServiceMesh，因此所有测试应用程序的请求都会经过Envoy进行处理(如图中线L1和线L2所示)，Envoy和应用程序在同一个网络命名空间内。Envoy支持插件机制，本发明通过新增一个Envoy插件实现本发明所述改进。
而Envoy插件可以加载外部规则用于支持更多的应用场景，有两种规则，例外规则和泛化规则。例外规则用于判断是否符合自动应答条件，此规则描述了一些例外情况不能执行自动应答，否则会影响业务逻辑，比如某一个接口是关键的维护数据的接口，如果通过插件自动应答这个接口可能会产生数据不一致，因此需要定义一条例外规则用于排除这个接口。泛化规则是指可以对缓存的数据进行泛化处理，比如某接口A，上次缓存的返回结果为R，当Envoy接管接口A后，每次会自动根据缓存的结果R应答接口A，在应答时可以通过泛化规则来更新R中的某些字段，以便保证R是正确的，比如R中包含一个时间戳，每次应答此时间戳应该是最新的，因此可以通过泛化规则来对接口返回R进行更新时间戳操作，这种方法相比只直接使用原始缓存数据，能够支持更多的应用场景。
所有的规则等都统一在一个服务端进行统一管理，并下发到各个Envoy插件中，同时服务端还提供一系列辅助功能，比如状态管理和应用管理等等。
如图2所示，其中每一步说明如下：
(S1)应用代理收到请求后，首先判断是否符合例外规则，如果符合则直接转给应用；
(S2)如果不符合例外规则，则进一步判断是否有匹配的缓存，如果没有则直接转给应用；
(S3)如果匹配成功，根据缓存构造返回包并返回；
(S4)当收到应用的响应后，将结果记录到缓存中，并更新应用的活跃时间为当前时间；
(S5)将收到的应用的响应返回给外部接口。
如图3所示，应用的状态转换逻辑，当应用启动后，开始为运行状态，如果一定时间后，Envoy插件检测应用持续为非活跃状态，则主动将应用停止。当Envoy插件转发请求给应用时，如果发现应用为停止状态，则触发应用启动。优选的，为了能够控制容器内的业务应用的启停，在业务容器内部部署一个守护进程，并对外提供启停接口。守护进程为常驻进程，业务应用停止时其依然运行，从而保证容器不被销毁且随时可以响应Envoy插件的业务进程启动请求。
为了进一步说明，下面给出一个具体实例的具体技术实现步骤描述：
实施例一
假设某一个业务应用程序，通过Restful接口来对外提供服务，其实施方式如下：
1)将业务应用和守护进程打包成一个容器，并通过Kubernetes来部署和运行此应用，Kubernetes中部署Istio来提供ServiceMesh服务。守护进程的作用是对外提供接口用来启停应用，同时保证应用停止时，容器不退出。守护进程使用Supervisord来实现。
2)Kubernetes集群中Istio组件自动为此应用添加Sidecar，，并将所有的网络请求转发给Sidecar，由Sidecar统一处理应用的请求。Istio默认使用Envoy来作为Sidecar。
3)在Envoy中新增一个http filter插件，在插件中实现本发明所述逻辑，即根据规则判断是否直接利用缓存返回请求应答，并不断检测应用的状态，当应用长时间非活跃时，则通知守护进程，由守护进程停止应用。当插件转发请求时，如果应用处于停止状态，则通知守护进程启动应用。
4)将插件合入Envoy代码并重新编译Envoy版本，并更新系统上的Envoy版本。
5)在Istio中新增一个EnvoyFilter对象，添加一个http filter插件的配置信息，Istio自动将插件配置到每个Envoy进程中，完成插件的部署实施。
需要说明的是，上述实施例一是针对一个简单的应用进行的描述，但是本发明所述方法适用于更为复杂的应用。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过资源云化共享的方式提高资源利用率，对于CPU资源的节省效果比较明显，但是对于内存往往效果不好，因为即使没有什么请求，应用进程启动也会占用很多内存，而本发明所述的方法会将应用程序彻底停止，完全释放应用所占资源，而Envoy应用相较于业务应用要轻量化的多，其占用资源可以忽略不计，因此能够更加有效的节省资源，同时通过Envoy插件实现对原有业务应用的自动替代，并自动释放原有应用的资源，能够有效降低测试环境系统资源消耗。
其次，通过识别僵尸进程并停止的方法，仅仅适用于那些应用没有任何请求的场景，在实际场景中较少，而本发明所述方法通过支持对接口调用的返回，能够支持更多场景下的测试环境资源的降耗。即新增的Envoy插件在发现接口请求为重复性或者相似请求时，直接替代业务应用来应答，并自动将不活跃业务应用停止下来，释放资源，当接口请求为新请求时，会自动拉起原有应用保证业务正常处理，通过这种方式，Envoy插件能够将大量不活跃应用停止下来，并在需要时自动拉起，从而实现大幅降低测试环境的资源消耗。
最后，本发明所述方案利用了ServiceMesh技术，通过Istio组件可以在应用平台层统一实施，无需业务系统进行改造即可以支持，相比一些需要在应用修改代码逻辑的资源降耗方案，具备更强的可实施性。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将测试应用部署到容器管理平台上，并向每个应用注入代理和通信总线进程；
新增一个代理和通信总线插件，并在各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件；
利用所述代理和通信总线插件接收外部请求并进行处理；
在业务容器中新增一个守护进程来控制业务应用的启停，并提供接口给代理和通信总线插件调用。
2.根据权利要求1所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，所述将测试应用部署到容器管理平台上，并向每个应用注入代理和通信总线进程包括以下步骤：
将测试应用部署到支持微服务开放平台组件的容器管理平台上；
所述容器管理平台通过所述微服务开放平台组件提供服务网格服务；
所述微服务开放平台组件向每个应用注入代理和通信总线进程来统一处理应用所有的外部请求。
3.根据权利要求2所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，所述在各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件的步骤为：
在所述微服务开放平台组件中通过定义代理服务过滤器对象在平台的各个代理和通信总线进程中启用所述代理和通信总线插件。
4.根据权利要求1所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，所述利用所述代理和通信总线插件接收外部请求并进行处理包括以下步骤：
利用代理和通信总线插件来记录每次发给业务应用的请求包和返回包，并缓存起来，供后续查询使用；
利用代理和通信总线插件检查外部请求的相似度；
利用代理和通信总线插件检查业务应用的活跃时间；
利用代理和通信总线插件检查业务应用的状态。
5.根据权利要求4所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，所述利用代理和通信总线插件检查外部请求的相似度包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件每次收到外部请求时，根据接口名和参数名来检查缓存中是否存在相似的请求，若存在且符合自动应答规则，则根据缓存数据组装应答后直接响应，若不存在则将请求转发给实际的业务应用，并更新业务应用活跃时间为当前时间。
6.根据权利要求4所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，所述利用代理和通信总线插件检查业务应用的活跃时间包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件定时检查业务应用的上次活跃时间，若超过配置的阈值，则标记业务应用为不活跃，调用命令停止业务应用，释放资源。
7.根据权利要求4所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，所述利用代理和通信总线插件检查业务应用的状态包括以下步骤：
所述代理和通信总线插件在转发消息给业务应用时，若发现业务应用状态为已停止，则先启动业务应用，然后再转发消息给业务应用。
8.根据权利要求1所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法，其特征在于，所述守护进程在业务应用停止时依然保持正常运行。
9.一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的系统，用于权利要求1-8中任一项所述基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的方法的步骤，其特征在于，该系统包括以下组成：
容器管理平台服务端，用于提供容器管理平台的服务；
微服务开放平台服务端，用于提供微服务开放平台组件的服务；
降耗管理服务端，用于配置与管理代理和通信总线插件的运行规则与状态；
容器管理平台工作节点，用于部署测试应用，并部署微服务开放平台组件支持服务网格对测试应用进行处理。
10.根据权利要求9所述的一种基于Envoy插件来降低测试环境资源消耗的系统，其特征在于，所述容器管理平台工作节点包括网络命名空间，所述网络命名空间包括代理和通信总线和应用程序，且所述代理和通信总线支持插件机制。
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