CN114866614A - 基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法 - Google Patents

基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法 Download PDF

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陈康东
解子阳
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Abstract

本发明涉及一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，服务提供方需要根据不同的服务等级定义不同的服务接口，在不同的服务等级下自适应的选择不同的服务，在提供服务的过程中计算网络服务等级及微服务的服务质量，基于服务质量匹配不同的服务器服务等级，基于网络服务等级和服务器服务等级择优匹配服务，实现服务自适应弹性调整。本发明的有益效果在于，基于网络状态和服务自身负载实现服务的调用，使得时延最小，理想调用状态时间延长，性能模型多，进而可以根据不同的网络状态及自身负载自适应提供不同质量的服务，可以适合大部分的应用场景。

Description

基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法
技术领域
本发明涉及电通信技术的技术领域，特别涉及一种微服务领域的基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法。
背景技术
面向微服务的开发方法为我们提供了便捷的开发方式，将一个大型应用拆解为许多个子应用，市场上大型应用的架构也逐渐由单体架构转为微服务架构。
由于各应用之间以微服务的方式部署在服务器上，存在多个服务位于一台主机上的情况的存在，即多个服务共享一台主机的资源，因此，如何调整各服务的性能，以及各服务间如何协同工作成为了微服务研究的重点方向。
现有技术中，微服务的协同工作主要通过RPC或者Restful方式实现，服务的降级、熔断措施也都比较简单，且熔断降级的时机比较被动，从一定程度上来讲，对各服务间的调用时延并不能达到最理想的状态，且性能模型比较单一，无法根据不同的网络状态及自身负载自适应提供不同质量的服务，这种策略并不适合所有的应用场景。
发明内容
本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化的基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法。
本发明所采用的技术方案是，一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，服务提供方需要根据不同的服务等级定义不同的服务接口，在不同的服务等级下自适应的选择不同的服务，在提供服务的过程中计算网络服务等级及微服务的服务质量，基于服务质量匹配不同的服务器服务等级，基于网络服务等级和服务器服务等级择优匹配服务，实现服务自适应弹性调整。
优选地，所述方法包括以下步骤：
步骤100：对同一个接口进行分析，开发适合不同状态的服务方法，用于在不同服务等级下提供不同等级的服务、满足不同服务质量的需求；
步骤200：设置中心服务器，用于记录最近一个时间窗口期，任一注册至所述中心服务器中服务的响应时延，基于时延结果得出最近一个时间窗口期的网络状况评级；
步骤300：为每个服务建立性能模型，服务定时获取自身服务器状态信息，根据得到的状态信息以及自定义模型得出服务的性能评级；
步骤400：微服务在提供服务时，根据得出的网络状况评级和服务的性能评级提供合适的服务。
优选地，所述步骤100包括以下步骤：
步骤110，在整个业务背景下，对需要自适应调整的接口进行分析，定义每一个接口对应的不同服务等级的业务实现方式；
步骤120，对每一个业务实现方式进行开发，在代码运行过程中实现根据当前服务等级自适应选择合适的服务接口。
优选地，所述步骤100中，服务启动后，向中心服务器完成注册。
优选地，所述步骤200包括以下步骤：
步骤210，中心服务器的服务注册中心作为Web服务发布，在运行过程中存储所有注册至该服务注册中心的服务的相关信息；
步骤220，服务注册中心每隔固定的时间，向注册进该服务注册中心的所有服务发送请求，接受响应，记录每次请求响应的时间；
步骤230，根据请求响应的时延得出网络环境下的网络拥堵程度，根据事先测试好的服务等级对应表，将当前网络环境对应的最高等级服务设置到服务注册中心。
优选地，所述步骤300包括以下步骤：
步骤310，对不同的服务建立不同的模型；
步骤320，参数记录；
步骤330，计算服务质量，服务质量等于每项服务参数实时记录值乘以对应的权值的和；
步骤340，服务策略选择；根据服务质量与服务等级对照表，以及实时的服务质量的值，得出当前的最优服务等级。
优选地，所述步骤310中，确定模型需要的参数，包括吞吐量、成功率、失败率、可靠性、资源占用率、可用率，不同的参数在不同模型中占的权值不同，采用层次分析法确定各项参数权值。
优选地，所述步骤320中，通过部署在宿主服务器上的服务监控模块来获取相关参数，服务监控模块通过服务的日志信息，得到服务的吞吐量、成功数量、失败数量、实时运行情况，对于服务资源占用的检测情况通过SIGAR开源软件库实现。
优选地，步骤300中，得出服务等级后，向中心服务器获取当前网络拥堵状况，选择最终的服务等级，该服务等级持续一个时间窗口期，等到下一个时间窗口期，再次评估服务器服务等级及网络服务等级。
优选地，步骤400中，若网络状况的评级高于自身负载的评级，则以自身负载评级作为服务的选择评级；若网络状况的评级小于或者等于自身负载评级，以网络状况作为评级标准。
本发明提供了一种优化的基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，服务提供方需要根据不同的服务等级定义不同的服务接口，在不同的服务等级下自适应的选择不同的服务，在提供服务的过程中计算网络服务等级及微服务的服务质量，基于服务质量匹配不同的服务器服务等级，基于网络服务等级和服务器服务等级择优匹配服务，实现服务自适应弹性调整。
本发明的有益效果在于，基于网络状态和服务自身负载实现服务的调用，使得时延最小，理想调用状态时间延长，性能模型多，进而可以根据不同的网络状态及自身负载自适应提供不同质量的服务，可以适合大部分的应用场景。
附图说明
图1为本发明的服务的整体架构图；
图2为本发明中用户完整的请求流程图；
图3为服务等级对照表。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明涉及一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，服务提供方需要根据不同的服务等级定义不同的服务接口，在不同的服务等级下自适应的选择不同的服务，在提供服务的过程中计算网络服务等级及微服务的服务质量，基于服务质量匹配不同的服务器服务等级，基于网络服务等级和服务器服务等级择优匹配服务，实现服务自适应弹性调整。
确切来说，所述方法包括以下步骤：
步骤100：对同一个接口进行分析，开发适合不同状态的服务方法，用于在不同服务等级下提供不同等级的服务、满足不同服务质量的需求；
所述步骤100包括以下步骤：
步骤110，在整个业务背景下，对需要自适应调整的接口进行分析，定义每一个接口对应的不同服务等级的业务实现方式；
所述步骤100中，服务启动后，向中心服务器完成注册。
步骤120，对每一个业务实现方式进行开发，在代码运行过程中实现根据当前服务等级自适应选择合适的服务接口。
步骤200：设置中心服务器，用于记录最近一个时间窗口期，任一注册至所述中心服务器中服务的响应时延，基于时延结果得出最近一个时间窗口期的网络状况评级；
所述步骤200包括以下步骤：
步骤210，中心服务器的服务注册中心作为Web服务发布，在运行过程中存储所有注册至该服务注册中心的服务的相关信息；
步骤220，服务注册中心每隔固定的时间，向注册进该服务注册中心的所有服务发送请求，接受响应，记录每次请求响应的时间；
步骤230，根据请求响应的时延得出网络环境下的网络拥堵程度，根据事先测试好的服务等级对应表，将当前网络环境对应的最高等级服务设置到服务注册中心。
步骤300：为每个服务建立性能模型，服务定时获取自身服务器状态信息，根据得到的状态信息以及自定义模型得出服务的性能评级；
所述步骤300包括以下步骤：
步骤310，对不同的服务建立不同的模型；
所述步骤310中，确定模型需要的参数，包括但不限于吞吐量、成功率、失败率、可靠性、资源占用率、可用率，不同的参数在不同模型中占的权值不同，采用层次分析法确定各项参数权值。
步骤320，参数记录；
所述步骤320中，通过部署在宿主服务器上的服务监控模块来获取相关参数，服务监控模块通过服务的日志信息，得到服务的吞吐量、成功数量、失败数量、实时运行情况，基于这些信息可以计算出服务成功率、可考虑、可用率；对于服务资源占用的检测情况通过SIGAR开源软件库实现，主要获取服务所占用的网络带宽数据。
步骤330，计算服务质量，服务质量等于每项服务参数实时记录值乘以对应的权值的和；
步骤340，服务策略选择；根据服务质量与服务等级对照表，以及实时的服务质量的值，得出当前的最优服务等级。
步骤300中，得出服务等级后，向中心服务器获取当前网络拥堵状况，选择最终的服务等级，该服务等级持续一个时间窗口期，等到下一个时间窗口期，再次评估服务器服务等级及网络服务等级。
步骤400：微服务在提供服务时，根据得出的网络状况评级和服务的性能评级提供合适的服务。
步骤400中，若网络状况的评级高于自身负载的评级，则以自身负载评级作为服务的选择评级；若网络状况的评级小于或者等于自身负载评级，以网络状况作为评级标准。
本发明给出一个实施例，以下载视频服务为例：
服务自定义模型如下，这里选定服务的6个性能指标，包括吞吐量、成功率、失败率、可靠性、资源占用率,可用率,分别表示为字母v1、v2、v3、v4、v5、v6定义以下一个六元组模型：
model＝<v1,v2,v3,v4,v5,v6>
根据层次分析法得出上述参数的权值，分别记为t1,t2,t3,t4,t5,t6，服务质量QoS的计算方法为：
QoS＝V＝v1*t1+v2*t2+v3*t3+v4*t4+v5*t5+v6*t6
服务端的服务性能分为四个等级，分别为：
S级别(服务质量80-100)，对应视频质量为完整版；
A级别(服务质量60-80)，视频压缩到之前的80％；
B级别(服务质量40-60)，视频压缩到之前的60％；
C级别(服务质量0-40)，视频压缩到之前的40％；
网络提供的服务性能也分为四个等级：
S级(网络质量80-100分)；
A级别(网络质量60-80分)；
B级别(网络质量40-60分)；
C级别(网络质量0-40分)；
除了下载功能外，此服务还需提供一个响应中心服务器的接口，用于中心服务器得到服务时延，计算网络拥堵程度；
服务开发完成后，中心服务器启动后，下载服务启动后，会自动注册到中心服务器，中心服务器保存下载服务的相关信息，包括IP地址，端口号，接口名称等；
服务运行刚开始时，网络和服务器负载都处于比较低的情况下，对于用户的请求基本上都能做到S级别的服务性能，随着访问量的增加，会导致服务器负载的增加以及网络的拥堵，此时，为了保证服务可用，需要服务端自适应的降级服务；
每个一个时间窗口，会更新服务的性能等级，这里以时间窗口5秒为例，服务端每5秒计算一次服务质量的值，中心服务器也是每5秒计算网络的拥堵程度，根据对照表确定该时间窗口期内的服务等级；具体对比规则为：
若网络质量低于服务器服务质量，则服务等级设置为网络服务的等级。即若得出网络等级为A，服务质量等级为S，则将服务等级设置为A；
若网络质量大于或等于服务器服务质量，则服务等级设置为服务器服务质量等级。即若网络等级为S，服务质量等级为A，则将服务等级设置为A。

Claims (10)

1.一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：服务提供方需要根据不同的服务等级定义不同的服务接口，在不同的服务等级下自适应的选择不同的服务，在提供服务的过程中计算网络服务等级及微服务的服务质量，基于服务质量匹配不同的服务器服务等级，基于网络服务等级和服务器服务等级择优匹配服务，实现服务自适应弹性调整。
2.根据权利要求1所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤100：对同一个接口进行分析，开发适合不同状态的服务方法，用于在不同服务等级下提供不同等级的服务、满足不同服务质量的需求；
步骤200：设置中心服务器，用于记录最近一个时间窗口期，任一注册至所述中心服务器中服务的响应时延，基于时延结果得出最近一个时间窗口期的网络状况评级；
步骤300：为每个服务建立性能模型，服务定时获取自身服务器状态信息，根据得到的状态信息以及自定义模型得出服务的性能评级；
步骤400：微服务在提供服务时，根据得出的网络状况评级和服务的性能评级提供合适的服务。
3.根据权利要求2所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：所述步骤100包括以下步骤：
步骤110，在整个业务背景下，对需要自适应调整的接口进行分析，定义每一个接口对应的不同服务等级的业务实现方式；
步骤120，对每一个业务实现方式进行开发，在代码运行过程中实现根据当前服务等级自适应选择合适的服务接口。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：所述步骤100中，服务启动后，向中心服务器完成注册。
5.根据权利要求2所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：所述步骤200包括以下步骤：
步骤210，中心服务器的服务注册中心作为Web服务发布，在运行过程中存储所有注册至该服务注册中心的服务的相关信息；
步骤220，服务注册中心每隔固定的时间，向注册进该服务注册中心的所有服务发送请求，接受响应，记录每次请求响应的时间；
步骤230，根据请求响应的时延得出网络环境下的网络拥堵程度，根据事先测试好的服务等级对应表，将当前网络环境对应的最高等级服务设置到服务注册中心。
6.根据权利要求2所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：所述步骤300包括以下步骤：
步骤310，对不同的服务建立不同的模型；
步骤320，参数记录；
步骤330，计算服务质量，服务质量等于每项服务参数实时记录值乘以对应的权值的和；
步骤340，服务策略选择；根据服务质量与服务等级对照表，以及实时的服务质量的值，得出当前的最优服务等级。
7.根据权利要求6所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：所述步骤310中，确定模型需要的参数，包括吞吐量、成功率、失败率、可靠性、资源占用率、可用率，不同的参数在不同模型中占的权值不同，采用层次分析法确定各项参数权值。
8.根据权利要求6所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：所述步骤320中，通过部署在宿主服务器上的服务监控模块来获取相关参数，服务监控模块通过服务的日志信息，得到服务的吞吐量、成功数量、失败数量、实时运行情况，对于服务资源占用的检测情况通过SIGAR开源软件库实现。
9.根据权利要求6所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：步骤300中，得出服务等级后，向中心服务器获取当前网络拥堵状况，选择最终的服务等级，该服务等级持续一个时间窗口期，等到下一个时间窗口期，再次评估服务器服务等级及网络服务等级。
10.根据权利要求1所述的一种基于网络环境和服务器负载的服务自适应弹性调整的方法，其特征在于：步骤400中，若网络状况的评级高于自身负载的评级，则以自身负载评级作为服务的选择评级；若网络状况的评级小于或者等于自身负载评级，以网络状况作为评级标准。
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