CN114584555A - 一种分布式云场景下的全域事件分发方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分布式云场景下的全域事件分发方法和系统，所述一种分布式云场景下的全域事件分发方法包括消息节点的集群过程、集群的连接过程、双向通信通道的建立过程，所述消息节点的集群过程由多个消息节点通过集群协议构成集群，集群协议定义集群内的各节点是建立双向连接的，且消息节点之间可以互相传递，在网络隔离、单向通信的网络环境下，事件的生产方、订阅方无需关心底层网路情况，利用统一的生产、消费模型进行事件交互，即以一种统一的行为支持事件在本区域内或跨区域进行事件的产生、订阅，尤其是在存在网路单向通信的场景下，进行事件的产生、订阅跟中心的统一管理。
Description
技术领域
本发明涉及消息中间件、云事件相关技术领域，特别涉及一种分布式云场景下的全域事件分发方法和系统。
背景技术
分布式云即云服务提供商管(Cloud Service Provider，CSP)将公有云服务分发到不同的物理位置，由CSP统一负责云服务的运营、治理、更新和演进。分布式云由多个云节点组成，这些节点位于不同地理位置、规模各异，可以是传统公有云的中心Region，也可以是延伸到业务现场的边缘站点还可以是因为监管、合规或者效率等原因建设在本地的数据中心、专有云、托管云。在基于Kubernetes构建的分布式云上，每个云节点可以看成是一个k8s集群。
在各云节点中会部署各种产品比如云服务器、对象存储服务、云硬盘、数据库服务等，各产品会产生各种事件，以云服务器为例，会产生开机、关机、创建虚拟机、删除虚拟机、扩容等操作事件以及资源不足、宕机等告警事件。在边缘云的场景下，由于受网络的限制，只允许主动向外建立连接，边缘云上的部署的各产品也会产生各种事件。各产品的事件一方面需要被云节点Region内部的该服务产品或其他产品订阅处理并产生相应的处理动作；另一方面需要对所有云节点Region的各产品的某些类型的事件进行统一的处理。在跨区域容灾或者数据复制的的场景下，一个Region中的服务事件需要被另一个Region中的相应服务订阅到并进行相应的处理，在以上场景中事件会跨越多个k8s集群、跨网络的进行生产、订阅。
Knative是在Kubernetes元平台之上构建的一个PaaS，它公开了两种执行模型：长时间运行的工作负载和事件驱动的代码。基于knative实现的事件机制是构建在单个Kubernetes之上的，如果要解决跨Kubernetes集群的需求需要部署多个knative，但各knative之间是相互独立的，需要各knative之间进行协调，当集群较多时难以进行统一管理，并且难以解决跨网络的问题，如何构建一种跨集群的全局事件架构，在以上网络环境下实现统一的事件管理，是需要解决的核心问题。
CloudEvents是事件规范的标准，是一种统一的事件定义和描述规范，以提供跨服务、跨平台的交互能力。
发明内容
本发明实施例提供了一种分布式云场景下的全域事件分发方法和系统，能够提高访问服务器的安全性。
消息节点的集群过程，所述消息节点的集群过程由多个消息节点通过集群协议构成集群，集群协议定义集群内的各节点是建立双向连接的，且消息节点之间可以互相传递；
集群的连接过程，所述集群的连接过程通过多个不同的集群之间，通过网关协议进行连接，网关协议不同于集群协议，保证集群之间的建立双向连接，但集群与集群之间的各节点不需要全部双向连接，减少集群与集群之间的连接数，优化消息传输。多个集群构成的大的集群，我们称为超级集群；
双向通信通道的建立过程，所述双向通信通道的建立过程通过在网络单向连接的场景下，提出一种边缘节点协议，该协议适用于集群与集群之间，只能主动向外连接，不能被主动连接的节点，称为边缘节点，在边缘节点上部署的集群，称为边缘集群。边缘集群的能力和普通集群一致，可以配置其他集群的地址，并主动发起连接，后续建立正常的双向通信通道。
可选地，
所述配置共享账户过程中，实现全局事件流转，并在超级集群中各集群中配置相同的账户，比如c1,那么在超级集群内部c1内的数据是互通的，即在Region1-Region3各区域任意节点上以账户c1的身份连接本区域集群，并发送事件，在Region1-Region3任何区域以c1的身份都可以获取。
可选地，
所述配置边缘节点账户过程中，其连接超级集群；在NATS中叶子集群内账户是独立的，但可以将叶子集群某一账户跟超级集群的账户进行关联，来实现账户打通，实现数据共享。
可选地，
所述配置边缘节点账户过程中，在Region4中建立某一账户，如lc1,并通过NATS配置将lc1和超级集群账户c1关联，那么在Region4中某一节点以lc1的身份连接Region4的叶子集群，等同于连接了超级集群c1账户，实现事件的发布、订阅。
可选地，
所述配置区域内账户过程中，其在各集群中分别设置私有账户，但账户名不能相同，这样在区域内以本区域私有账户身份连接集群后，事件消息，只在本区域内有效，不会被流转出去。
可选地，
所述Region4表示只允许主动向外连接的边缘云节点。上边虚线框代表租户侧，各区域的租户侧内部机器节点是网络互通的，但不同区域之间的机器节点是相互隔离的。下边虚框内代表管理侧，一个区域内的租户侧和管理侧机器节点是互通的；不同区域之间的管理侧节点是可以通信的。P(tag)代表事件生产者，tag表示指定的事件标签。C(tag)代表事件的消费者，tag代表事件的标签。
一种分布式云场景下的全域事件分发系统，
所述分布式云场景下的全域事件分发系统由多个消息节点模块通过集群协议构成集群模块，消息节点模块之间可以互相传递信息。
可选地，
所述集群模块之间，通过网关协议进行连接，并保证集群模块之间的建立为双向连接，但集群模块与集群模块之间的各节点不需要全部双向连接，减少集群模块与集群模块之间的连接数，优化消息传输。
可选地，
对于网络单向连接的场景下，提出一种边缘节点协议，该协议适用于集群模块与集群模块之间，只能主动向外连接，不能被主动连接的节点，称为边缘节点模块。
可选地，所述集群由多个节点构成集群，并通过网关协议将多个集群构成超级集群，通过边缘节点协议，将边缘节点连接至超级集群，这样构成了适应跨网络、跨集群的消息通信的基础通道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在本发明实施例中，通过提出由消息节点的集群过程、集群的连接过程、双向通信通道的建立过程构成的分布式云场景下的全域事件分发方法，在网络隔离、单向通信的网络环境下，事件的生产方、订阅方无需关心底层网路情况，利用统一的生产、消费模型进行事件交互，即以一种统一的行为支持事件在本区域内或跨区域进行事件的产生、订阅，尤其是在存在网路单向通信的场景下，进行事件的产生、订阅跟中心的统一管理。
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是本发明分布式云场景下的全域事件分发系统架构示意图；
图2是本发明分布式云场景下的全域事件分发系统节点分布示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种分布式云场景下的全域事件分发方法和系统，一种分布式云场景下的全域事件分发系统基于以上模型，可以将多个节点构成集群，通过网关协议将多个集群构成超级集群，通过边缘节点协议，将边缘节点连接至超级集群，这样构成了适应跨网络、跨集群的消息通信的基础通道。
为了实现数据的隔离，即支持多租户，引入账户的概念。单个集群内账户与账户之间是完全资源隔离的，账户是消息的上下文，默认不同账户之间的消息是无法互通的。超级集群中如果各集群中配置了相同的账户，那么这个账户属于整个超级集群中边缘集群中的账户，内部各消息是可以跨集群互通的。边缘集群的账户是完全独立的，默认状态下账户可以通过账户配置实现跟中心集群某个账户中消息的流通。
消息的基础模型是一种基于subject的发布、订阅模型，subject是一串字符，它们构成了发布者和订阅者可以用来查找彼此的名称。Subject支持层次结构，通过“.”来分割层次，格式为token1.token2.tocken3.tockeN……。*表示该token匹配任何字符，只是匹配单个token；为了支持消息的持久化和消费行为解耦的，在subject纸上封装实现了Stream和Consumer的概念。消息的持久化行为是由Stream定义的，消息的消费行为是由Consumer进行定义的，一个Stream可以有多个Consumer。Stream定义了哪些subject的消息需要持久化以及如何进行持久化，Consumer定义了哪个Stream下的哪些subject中的消息如何被消费。
基于提出的以上架构，分布式云场景下的全域事件分发架构如附图2所示。
其中Region代表区域或云节点，Region4表示只允许主动向外连接的边缘云节点。上边虚线框代表租户侧，各区域的租户侧内部机器节点是网络互通的，但不同区域之间的机器节点是相互隔离的。下边虚框内代表管理侧，一个区域内的租户侧和管理侧机器节点是互通的；不同区域之间的管理侧节点是可以通信的。P(tag)代表事件生产者，tag表示指定的事件标签。C(tag)代表事件的消费者，tag代表事件的标签。
本方案是基于基于以上消息传输系统能力来实现事件的全局管理，部署拓扑描述如下：
在Region1-Region3各区域的管理侧选择若干个节点部署服务节点，各节点通过集群协议构成集群；
同样，在Region4中选择若干个节点部署服务节点，各节点通过集群协议构成集群；
在Region1-Region3各区域管理侧部署的集群之间通过配置网关节点，通过网关协议构成超级集群；
在Region4的集群中配置超级集群的地址，将Region4的集群作为叶子集群连接至超级集群；
在Region1-Region3各区域的管理侧，分别部署一个无状态的API Server服务对外提供REST接口服务，用于事件的生产、消费，该API Server连接本区域的集群。
由于是基于账户进行多租户隔离的，不同账户之间数据完全隔离，该方案中采用账户实现全局事件和区域内事件的能力，对于账户的配置方案如下：
实现全局事件流转；在超级集群中各集群中配置相同的账户，比如c1,那么在超级集群内部c1内的数据是互通的，即在Region1-Region3各区域任意节点上以账户c1的身份连接本区域集群，并发送事件，在Region1-Region3任何区域以c1的身份都可以获取；
配置边缘节点账户，连接超级集群；在NATS中叶子集群内账户是独立的，但可以将叶子集群某一账户跟超级集群的账户进行关联，来实现账户打通，实现数据共享。在Region4中建立某一账户，如lc1,并通过NATS配置将lc1和超级集群账户c1关联。那么在Region4中某一节点以lc1的身份连接Region4的叶子集群，等同于连接了超级集群c1账户，实现事件的发布、订阅；
配置区域内账户；在各集群中分别设置私有账户，但账户名不能相同，这样在区域内以本区域私有账户身份连接集群后，事件消息，只在本区域内有效，不会被流转出去。
为了支持生产事件的类型和消费事件的类型解耦以及实现持久化，本方案实现了API Server服务，提供支持标签过滤的主题模型。在部署拓扑上每个集群中部署一个APIServer，对外提供REST接口，进行事件消息的发布订阅，事件的格式采用CloudEvents标准，在Header和Body中定义Region、事件生产者(产品)、事件等类型。
API Server是基于NATS的Stream和Consumer的特性来实现的，主题模型逻辑如下：。
以主题T1为例，假设事件的属性为区域(Region)、产品(Product)、事件类型(type)
创建主题T1：对应创建NATS Stream T1，并指定该Stream订阅的subject为T1.*.*.*,其中以”.”分隔的每一段称作token。*表示该匹配任何字符。T1之后的各token依次代表区域(Region)、产品(Product)、事件类型(type)，即云平台中的任何事件都会发送到该主题并被持久化。
创建订阅者S1：需要指定指定订阅标签，标签规则为*.*.*，各token分别代表区域(Region)、产品(Product)、事件类型(type)。比如要订阅Region1下ECS产品产生的所有事件，标签为Region1.ECS.*),对应创建NATS Consumer并指定订阅subject为T1.Region1.ECS.*；在该订阅上进行消息的订阅，即Region1中ECS的所有事件都将被订阅到。
发送消息：向主题T1中发布消息并指定消息的区域(Region)、产品(Product)、事件类型(type)属性，根据规则解析属性并合成出标签，比如合成标签为Region1.ECS.create，对应向NATS subject T1.
Region1.ECS.create中发布消息；
在各Region中根据事件的全局或区域内私有的性质，以公共账户或私有账户证书连接API Server。基于以上主题模型，事件源可以直接向主题中发送基于CloudEvents标准的消息；事件消费者根据需求在主题上创建订阅进行事件的订阅。
一种分布式云场景下的全域事件分发系统，
所述分布式云场景下的全域事件分发系统由多个消息节点模块通过集群协议构成集群模块，消息节点模块之间可以互相传递信息。
所述集群模块之间，通过网关协议进行连接，并保证集群模块之间的建立为双向连接，但集群模块与集群模块之间的各节点不需要全部双向连接，减少集群模块与集群模块之间的连接数，优化消息传输。
对于网络单向连接的场景下，提出一种边缘节点协议，该协议适用于集群模块与集群模块之间，只能主动向外连接，不能被主动连接的节点，称为边缘节点模块。
由多个消息节点通过集群协议构成集群，集群协议定义集群内的各节点是建立双向连接的，消息可以互相传递。
多个不同的集群之间，通过网关协议进行连接，网关协议不同于集群协议，保证集群之间的建立双向连接，但集群与集群之间的各节点不需要全部双向连接，减少集群与集群之间的连接数，优化消息传输。多个集群构成的大的集群，我们称为超级集群。
对于网络单向连接的场景下，提出一种边缘节点协议，该协议适用于集群与集群之间。只能主动向外连接，不能被主动连接的节点，称为边缘节点，在边缘节点上部署的集群，称为边缘集群。边缘集群的能力和普通集群一致，可以配置其他集群的地址，并主动发起连接，后续建立正常的双向通信通道。
基于以上模型，可以将多个节点构成集群，通过网关协议将多个集群构成超级集群，通过边缘节点协议，将边缘节点连接至超级集群，这样构成了适应跨网络、跨集群的消息通信的基础通道。
本方案是基于基于以上消息传输系统能力来实现事件的全局管理；由于是基于账户进行多租户隔离的，不同账户之间数据完全隔离，该方案中采用账户实现全局事件和区域内事件的能力。为了支持生产事件的类型和消费事件的类型解耦以及实现持久化，本方案实现了API Server服务，提供支持标签过滤的主题模型。在部署拓扑上每个集群中部署一个API Server，对外提供REST接口，进行事件消息的发布订阅，事件的格式采用CloudEvents标准，在Header和Body中定义Region、事件生产者(产品)、事件等类型。
上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本发明还提供了一种权限元数据分布式初始化装置，存储用于使一计算机执行如本文所述的权限元数据分布式初始化的方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方法(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种分布式云场景下的全域事件分发方法和系统，其特征在于，所述一种分布式云场景下的全域事件分发方法包括：
消息节点的集群过程，所述消息节点的集群过程由多个消息节点通过集群协议构成集群，集群协议定义集群内的各节点是建立双向连接的，且消息节点之间可以互相传递；
集群的连接过程，所述集群的连接过程通过多个不同的集群之间，通过网关协议进行连接，网关协议不同于集群协议，保证集群之间的建立双向连接，但集群与集群之间的各节点不需要全部双向连接，减少集群与集群之间的连接数，优化消息传输。多个集群构成的大的集群，我们称为超级集群；
双向通信通道的建立过程，所述双向通信通道的建立过程通过在网络单向连接的场景下，提出一种边缘节点协议，该协议适用于集群与集群之间，只能主动向外连接，不能被主动连接的节点，称为边缘节点，在边缘节点上部署的集群，称为边缘集群。边缘集群的能力和普通集群一致，可以配置其他集群的地址，并主动发起连接，后续建立正常的双向通信通道。
2.根据权利要求1所述的一种裸金属安全使用分布式存储的方法，其特征在于：
所述配置共享账户过程中，实现全局事件流转，并在超级集群中各集群中配置相同的账户，比如c1,那么在超级集群内部c1内的数据是互通的，即在Region1-Region3各区域任意节点上以账户c1的身份连接本区域集群，并发送事件，在Region1-Region3任何区域以c1的身份都可以获取。
3.根据权利要求1所述的一种裸金属安全使用分布式存储的方法，其特征在于：
所述配置边缘节点账户过程中，其连接超级集群；在NATS中叶子集群内账户是独立的，但可以将叶子集群某一账户跟超级集群的账户进行关联，来实现账户打通，实现数据共享。
4.根据权利要求3所述的一种裸金属安全使用分布式存储的方法，其特征在于：
所述配置边缘节点账户过程中，在Region4中建立某一账户，如lc1,并通过NATS配置将lc1和超级集群账户c1关联，那么在Region4中某一节点以lc1的身份连接Region4的叶子集群，等同于连接了超级集群c1账户，实现事件的发布、订阅。
5.根据权利要求1所述的一种裸金属安全使用分布式存储的方法，其特征在于：
所述配置区域内账户过程中，其在各集群中分别设置私有账户，但账户名不能相同，这样在区域内以本区域私有账户身份连接集群后，事件消息，只在本区域内有效，不会被流转出去。
6.根据权利要求1所述的一种分布式云场景下的全域事件分发方法，其特征在于：
所述Region4表示只允许主动向外连接的边缘云节点。上边虚线框代表租户侧，各区域的租户侧内部机器节点是网络互通的，但不同区域之间的机器节点是相互隔离的。下边虚框内代表管理侧，一个区域内的租户侧和管理侧机器节点是互通的；不同区域之间的管理侧节点是可以通信的。P(tag)代表事件生产者，tag表示指定的事件标签。C(tag)代表事件的消费者，tag代表事件的标签。
7.一种分布式云场景下的全域事件分发系统，其特征在于：
所述分布式云场景下的全域事件分发系统由多个消息节点模块通过集群协议构成集群模块，消息节点模块之间可以互相传递信息。
8.根据权利要求7所述的一种分布式云场景下的全域事件分发系统，其特征在于：
所述集群模块之间，通过网关协议进行连接，并保证集群模块之间的建立为双向连接，但集群模块与集群模块之间的各节点不需要全部双向连接，减少集群模块与集群模块之间的连接数，优化消息传输。
9.根据权利要求7所述的一种分布式云场景下的全域事件分发系统，其特征在于：
对于网络单向连接的场景下，提出一种边缘节点协议，该协议适用于集群模块与集群模块之间，只能主动向外连接，不能被主动连接的节点，称为边缘节点模块。
10.根据权利要求7所述的一种分布式云场景下的全域事件分发系统，其特征在于：
所述集群模块由多个节点构成集群，并通过网关协议将多个集群构成超级集群，通过边缘节点协议，将边缘节点连接至超级集群，这样构成了适应跨网络、跨集群的消息通信的基础通道。
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