一种云操作系统总线及通信方法技术方案

本发明专利技术提供一种云操作系统总线及通信方法，该总线的结构包括队列管理模块、均与队列管理模块相连接的构件管理模块和集群监控模块，其具体通信过程为所述队列管理模块根据服务操作请求的类型进行路由，其中非幂等操作发送到唯一的写队列；幂等操作根据负载均衡策略发送到根据处理节点数建立的读队列。该一种云操作系统总线及通信方法和现有技术相比，克服现有技术对有状态性构件可用性保障支持的不足，完善了松耦合、构件化的云操作系统体系结构，通过支持有状态构件的高可用性和和负载均衡保障了云操作系统的整体可用性。

【技术实现步骤摘要】
一种云操作系统总线及通信方法
本专利技术涉及云计算
，具体的说是一种支持有状态构件集群化的云操作系统总线及通信方法。
技术介绍
随着云计算的兴起，传统的数据中心正在迅速向云数据中心转型。在数据中心从初级形态向高级形态演进的物理资源基础整合、物理与应用虚拟化整合、自动化集中管理、数据中心协同服务四个阶段中，云操作系统发挥着重要作用。云操作系统承担着对上接口应用、对下调度管理硬件的中间功能，将大量的异构设备融合为标准统一的逻辑资源池，动态调度给云应用，完成对终端的服务。云操作系统对应用和硬件的兼容性决定了整个云数据中心的开放融合程度。云操作系统必须考虑对不同厂商软、硬件的兼容性，同时要考虑到云计算应用功能和非功能需求不断变化的实际，便于第三方基于云操作系统平台进行应用的系统优化和二次开发。因此，云操作系统一方面需要采用广泛兼容的开放架构，既考虑对第三方软、硬产品的兼容性，也将第三方二次开发纳入其中，提供了完善、标准的接口API，另一方面，更要采用构件化、可扩展的系统设计，使资源虚拟化、资源调度、运维管理、计量计费、自助服务等功能构件可自由组合，按需部署，同时采用可扩展性系统设计，便于增值构件的开发和动态伸缩，满足用户个性化需求。已有云操作系统采用消息队列或消息中间件方式建立松耦合、构件化的体系结构。然而，基于消息队列的架构缺乏系统级的构件高可用性支持，需要构件自行考虑高可用方案，既加重了构件的开发负担，也加重了构件处理节点的系统开销。遵循高内聚低耦合的软件设计原则，从中间件层面针对构件建立支持处理节点集群的消息队列，可以保障构件的高可用性和高效性，但现有的消息中间件基于构件的无状态行假设设计，缺乏针对读写分离机制和负载均衡策略，并且缺乏对构件及其处理节点的管理和监控机制，从而无法实现对有状态构件处理集群的高可用和高性能支持。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种云操作系统总线及通信方法。本专利技术的技术方案是按以下方式实现的，该一种云操作系统总线，其结构包括队列管理模块、均与队列管理模块相连接的构件管理模块和集群监控模块，其中构件管理模块负责云操作系统各组成构件的注册、删除、修改和查询；队列管理模块负责根据构件信息建立、删除和调整构件服务的消息队列；集群监控模块负责检测构件各处理节点的加入和退出、失效和苏醒，并将所述检测信息发送给队列管理模块。所述构件管理模块中进一步对各构件的服务操作进行区分，设定其为幂等或非幂等，其中所述幂等操作属于无状态操作，在同一状态下每次执行的结果相同；所述非幂等操作属于有状态操作，同一状态下每次执行的结果不同。所述队列管理模块为每个构件建立一个读写分离队列组，其具体建立结构为：建立一个写操作主题，构件的每个处理节点向写操作主题订阅写操作；根据构件处理节点数建立若干个读操作子队列，构件的每个处理节点向其中的一个队列订阅读操作。所述节点的加入是指为构件添加一个处理节点；节点的退出是指为构件撤销一个处理节点；节点的失效是指构件的一个处理节点不可用；节点的苏醒是指构件一个不可用处理节点恢复可用。所述队列管理模块根据节点监控模块发送的信息调整队列结构，其具体调整方法为：当节点加入事件发生时，在队列组中为建立一个读操作队列，该节点向该队列订阅读操作，并向写主题订阅写主题；当节点退出事件发生时，删除该节点对应的读队列，关闭该节点对写主题的订阅；当节点失效事件发生时，停止向该节点对应的读队列发送读操作请求，在写主题中保留写操作；当节点苏醒事件发生时，在写主题中保留写操作同步写操作，恢复向该节点对应的读队列发送读操作请求。一种基于云操作系统总线的通信方法，其具体实施步骤为：所述队列管理模块根据服务操作请求的类型进行路由，其中非幂等操作发送到唯一的写队列；幂等操作根据负载均衡策略发送到根据处理节点数建立的读队列。所述读操作负载均衡策略的具体过程为：1）根据构件的配置信息计算节点的处理能力；2）根据读写队列组规模计算各节点的负载；3）根据各节点的负载和处理能力计算各节点的负载程度；4）选择负载程度最小的节点进行路由。本专利技术与现有技术相比所产生的有益效果是：本专利技术的一种云操作系统总线及通信方法对组成构件及其处理节点进行管理和监控，并对构件各处理节点对应的队列组进行读写分离和负载均衡，解决现有松耦合云操作系统中有状态构件的高可用性和高效性等集群化问题，完善了松耦合、构件化的云操作系统体系结构，通过支持有状态构件的高可用性和和负载均衡保障了云操作系统的整体可用性。附图说明附图1是本专利技术的云操作系统总线构架图。附图2是本专利技术的队列组读写分离示意图。附图3是本专利技术的读操作路由算法流程图。附图4是本专利技术的数据写入时序图。附图5是本专利技术的节点状态转换图。附图6是本专利技术的队列结构调整流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一种云操作系统总线及通信方法作以下详细说明。一种云操作系统总线的结构如图1、图2所示，该云操作系统总线构架支持有状态构件集群化，其结构包括如下模块：构件管理模块，负责管理各组成构件的元数据信息，支持注册、删除、修改和查询等构件管理操作。其中，构件是一个三元组{名称、服务集合、访问地址、描述}；服务是一个四元组{名称，消息协议，参数列表，key名称，功能描述，非功能描述}。构件管理模块中进一步对各构件的服务操作进行区分，设定其为幂等或非幂等，其中，幂等操作属于无状态操作，在同一状态下每次执行的结果相同；非幂等操作属于有状态操作，同一状态下每次执行的结果不同。队列管理模块，负责根据构件信息建立、删除和调整构件的消息队列组。消息路由器，负责根据路由信息向所述队列组分发消息。集群监控模块，负责检测构件各处理节点的加入和退出，获取处理节点的配置信息，并对各节点的数据状态进行控制。构件处理集群，负责实现构件的具体服务功能，由若干个处理节点组成。构件客户端，负责发起对构件服务的使用请求。完成图1所示的构架后，如图2所示，所述队列管理模块为每个构件建立一个读写分离队列组。其中构件注册时,系统总线为构建分配用户名user、密码psw以及唯一的构件id,处理节点的接入过程为：1）处理节点在合适的时候向地址为url的消息总线发起接入请求，代码为：connection=ConnectionFactory.createConnection(user,psw,url);session=connection.createSession(false,Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);2）消息总线验证接入节点的用户名、密码和id，如验证通过，建立连接。3）建立一个写操作主题，构件的每个处理节点向写操作主题订阅写操作。write_topic=session.createTopic(id+"WRITE_TOPIC");write_topic_consumer=session.createConsumer(write_topic);4）处理节点在writeTopicListener的onMessage方法中实现具体的写操处理功能，并向消息总线注册。write_topic_consumer.setMessageListener(writeTopicListener);write_topi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云操作系统总线，其特征在于：其结构包括队列管理模块、均与队列管理模块相连接的构件管理模块和集群监控模块，其中构件管理模块负责云操作系统各组成构件的注册、删除、修改和查询；队列管理模块负责根据构件信息建立、删除和调整构件服务的消息队列；集群监控模块负责检测构件各处理节点的加入和退出、失效和苏醒，并将所述检测信息发送给队列管理模块。

【技术特征摘要】
1.一种云操作系统总线的通信方法，基于云操作系统总线，云操作系统总线的结构包括队列管理模块、均与队列管理模块相连接的构件管理模块和集群监控模块，其中构件管理模块负责云操作系统各组成构件的注册、删除、修改和查询；队列管理模块负责根据构件信息建立、删除和调整构件服务的消息队列；集群监控模块负责检测构件各处理节点的加入和退出、失效和苏醒，并将集群监控模块的检测信息发送给队列管理模块；构件管理模块对各构件的服务操作进行区分，设定其为幂等或非幂等，其中所述幂等操作属于无状态操作，在同一状态下每次执行的结果相同；所述非幂等操作属于有状态操作，同一状态下每次执行的结果不同；其特征在于具体实施步骤为：所述队列管理模块根据服务操作请求的类型进行路由，其中非幂等操作发送到唯一的写队列；幂等操作根据负载均衡策略发送到根据处理节点数建立的读队列。2.根据权利要求1所述的一种云操作系统总线的通信方法，其特征在于：所述队列管理模块为每个构件建立一个读写分离队列组，其具体建立结构为：建立一个写操作主题，构件的每个处理节点向写操作主题订阅写操作；根据构件处理节点数建立若干个读操作子队列，构件的每个处理节点向其中的一个队列订阅读操作。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：亓开元，张东，刘正伟，刘俊朋，
申请(专利权)人：浪潮电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：