基于分布式和容器虚拟化的弹性微服务系统及实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于分布式和容器虚拟化的弹性微服务系统及实现方法，属于通信技术领域。该系统包括：业务逻辑层、网络拓扑层和虚拟容器层。其中业务逻辑层由逻辑处理模块、数据存储模块和消息处理模块组成；网络拓扑层由异步消息队列通信机制、负载均衡机制、服务注册机制以及请求/响应模型、发布/订阅模型、管道模型、复合模型组成；虚拟容器层由容器生成模块、镜像构建模块、镜像管理模块和容器虚拟化引擎组成。本发明专利技术克服了传统开发模式的性能瓶颈以及扩展弊端；采用分布式网络拓扑结构、服务注册机制结合多种拓扑模型，解决边缘计算节点可能存在的分布式复杂网络拓扑结构部署问题；采用容器虚拟化技术为微服务提供异构节点运行支持。运行支持。运行支持。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式和容器虚拟化的弹性微服务系统及实现方法


[0001]本专利技术属于通信
，涉及分布式和容器虚拟化微服务的
，具体涉及一种基于分布式和容器虚拟化的弹性微服务系统及实现方法。

技术介绍

[0002]现代水利行业建设以数字化、网络化和智能化为主线，以虚拟仿真、精准预测和智慧决策为路径，通过全面推进算据、算法和算力建设实现数字赋能。因此对智慧水利系统的先进性、并发性、安全性、实时性有了更高的要求。
[0003]传统的单体应用架构下，开发人员能够快速完成较小的业务量、需求的应用开发以及部署，但随着时间推进，业务扩大、需求变动等因素不断影响，单体应用的调整成本越来越高。同时单体应用遇到的性能瓶颈，仅凭集群部署线性增加单体应用实例节点的方式并不能得到线性的性能增加。因此，如何适应随着时间推进的业务扩大以及需求变动的影响、克服业务发展所带来的性能瓶颈问题是开发人员在设计架构阶段就必须面对的问题。
[0004]另外，随着计算机领域的虚拟化技术不断革新，特别是容器虚拟化技术的出现给软件、硬件行业带来了新的机遇和挑战。在边缘计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式和容器虚拟化的弹性微服务系统，其特征在于，该系统包括业务逻辑层、网络拓扑层和虚拟容器层；所述业务逻辑层作为系统最高层，负责微服务消息收发，逻辑处理和数据存储，以及通过TCP/IP协议与网络拓扑层建立连接，成为网络节点与其他节点进行数据交换；所述网络拓扑层作为系统中间层，负责提供分布式复杂网络拓扑构建支持，以及接收虚拟容器层对外开放端口输入的数据，经过服务注册表查询、负载均衡和网络路由将数据转发至业务逻辑层，并将业务逻辑层处理结果通过路由发送至容器虚拟层，完成消息请求以及响应的完整流程；所述虚拟容器层作为系统底层，负责提供微服务异构节点运行支持，以及对外开放端口连通虚拟容器内部的网络拓扑层和虚拟容器外部以建立与外部的通信链路。2.根据权利要求1所述的弹性微服务系统，其特征在于，所述业务逻辑层包括：逻辑处理模块、数据存储模块和消息处理模块；所述逻辑处理模块用于实现业务逻辑层的业务处理工作，提供自定义编程语言支持，根据实际需求选择合适的编程语言进行业务逻辑的处理；所述数据存储模块用于存储逻辑处理模块产生的临时数据或永久数据，提供自定义数据库支持，根据实际需求选择适当的数据库进行业务处理数据的存储；所述消息处理模块用于接收、发送、编码和解码消息，通过TCP/IP协议与网络拓扑层建立连接并进行数据交换。3.根据权利要求1所述的弹性微服务系统，其特征在于，所述网络拓扑层包括：异步消息队列通信机制、负载均衡机制、服务注册机制、请求/响应模型、发布/订阅模型、管道模型和复合模型；所述异步消息队列通信机制用于通过队列缓存来削弱通信网络可能存在的高并发峰值，设计支持异步通信的消息队列，让网络拓扑层能够使用异步的方式与其他的微服务进行通信；所述负载均衡机制用于集中接收网络拓扑层其他节点对本节点发送的消息，结合评价微服务性能状态指标将消息均衡地转发给同一个微服务的不同实例；所述服务注册机制用于定时监测微服务性能状态指标以及弹性调整微服务实例数量，当系统根据使用场景弹性调整微服务实例数量时，微服务对应的对外提供服务的节点地址的路由信息会主动在服务注册表中注册，当网络拓扑层需要向目标节点发送数据时，根据服务注册机制查询目标节点微服务路由信息；所述请求/响应模型用于建立同一网络拓扑中节点发送和接收消息需要遵循的约束：连接的双方分为客户端和服务端，发送消息的一方为客户端，接收消息、处理消息并对消息作出响应的一方为服务端；客户端发送消息后，在接收到服务器对于该消息的回应之前，不能再次发送消息，服务端则必须先接收消息，在回应该消息之前，不能再次接收消息，具体表现为一问一答的情形；所述发布/订阅模型用于建立同一网络拓扑中节点发送和接收消息需要遵循的约束：在所有建立间接的节点中，负责发送信息的节点称为发布节点，负责接收消息的节点称为订阅节点；在该模型的规则下，消息只能由发布者发布，所有订阅者都会接收到发布者发布的消息，但发布者不能接收订阅者的消息，订阅者也不能向发布者发布消息，发布者和订阅者之间建立单向通信链路；
所述管道模型用于建立同一网络拓扑中节点发送和接收消息需要遵循的约束：所有建立连接的节点，分为三种类型，最初负责产生任务的节点称为生产节点，负责接收任务并处理任务的称为消费节点；生产节点和消费节点之间建立管道模型，消费节点维护一个消息管道：生产节点连接到消费节点的消息管道中，并通过PUSH操作将任务推至消费节点的消息管道远端，消费节点从消费节点的消息管道近端PULL操作拉取最新的任务，并开始处理，处理结束后再从管道拉取下一个任务；所述复合模型通过对基本...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪建，林锦文，陈庆生，汪金宏，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：