【摘要】：云計(jì)算和邊緣計(jì)算協(xié)同能有效地提高服務(wù)的質(zhì)量,越來越多的服務(wù)正在被部署到聯(lián)合的云端和邊緣端。為了保證服務(wù)的高可用性,跨域云端需要構(gòu)建大二層網(wǎng)絡(luò),連通不同區(qū)域的三層網(wǎng)絡(luò),從而打通多云端的隔離,提高服務(wù)間的通信效率。另外,越來越多的企業(yè)采用微服務(wù)架構(gòu),服務(wù)數(shù)量急劇增加,應(yīng)用層的服務(wù)通信亟需被監(jiān)控和管理。然而,目前開源云計(jì)算社區(qū)缺少對跨域網(wǎng)絡(luò)的全棧式管理。針對以上跨域網(wǎng)絡(luò)管理的需求,跨域網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化部署系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)層上連通多個(gè)云端,服務(wù)鏈通信管理系統(tǒng)在應(yīng)用層上監(jiān)控和管理服務(wù)通信:(1)設(shè)計(jì)了跨區(qū)域三層網(wǎng)絡(luò)的新型拓?fù)?通過虛擬的跨域路由器完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和路由,減少新網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)路由的更新時(shí)延,新型拓?fù)浞桨傅膶?shí)現(xiàn)已經(jīng)合并到OpenStack開源項(xiàng)目中;(2)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了服務(wù)鏈通信管理系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)請求所屬的服務(wù)鏈,將請求存儲在不同的消息隊(duì)列,構(gòu)造出服務(wù)間通信的控制平面,實(shí)現(xiàn)對通信的監(jiān)測、控制等功能;(3)設(shè)計(jì)了服務(wù)鏈的容器分配策略,實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)請求數(shù)量,利用時(shí)間序列分析法預(yù)測負(fù)載壓力,進(jìn)而實(shí)時(shí)地調(diào)整容器實(shí)例的數(shù)量。該策略在容器實(shí)例分配時(shí)考慮不同服務(wù)鏈的競爭關(guān)系,保證服務(wù)鏈間的公平性,避免單條服務(wù)鏈獨(dú)占資源。單云端和多云端環(huán)境下的測量結(jié)果顯示在示例測試應(yīng)用中通信管理占總服務(wù)響應(yīng)時(shí)間的20%以下,與Kubernetes社區(qū)的通信管理方案效果相近。同時(shí)單云端環(huán)境下對系統(tǒng)在多條服務(wù)鏈上分配容器實(shí)例的測試結(jié)果顯示服務(wù)鏈通信管理系統(tǒng)保證了服務(wù)鏈的公平性。
【圖文】：

方面也沒有提供支持。1.2.2 應(yīng)用層上服務(wù)通信管理分布式微服務(wù)架構(gòu)下，微服務(wù)可能在不同的機(jī)器之間部署或遷移[35]。在物聯(lián)網(wǎng)場景下，文獻(xiàn)[36]提出微服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)平臺，采用混合的服務(wù)通信方式， 即 HTTP協(xié)議和消息隊(duì)列兩種方式。文獻(xiàn)[37]設(shè)計(jì)了一種微服務(wù)通信框架，服務(wù)提供方注冊服務(wù)信息，與服務(wù)使用方解耦，提高系統(tǒng)的靈活性。在這些微服務(wù)平臺上，服務(wù)間的通信需要服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)的支持，另一方面這些平臺關(guān)注的是服務(wù)間通信，而沒有對服務(wù)通信進(jìn)行管理。文獻(xiàn)[38]使用 API 網(wǎng)關(guān)構(gòu)建微服務(wù)系統(tǒng)，在網(wǎng)關(guān)上控制請求。文獻(xiàn)[39]提出開放式微服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)例應(yīng)用 LinkData，然而沒有實(shí)現(xiàn)框架，也沒有涉及服務(wù)間通信的管理。不過在開源社區(qū)中很多團(tuán)隊(duì)在服務(wù)通信管理方面已經(jīng)做了一些工作。起初是通過類庫的方式接管服務(wù)間通信，不過這種方式在擴(kuò)展性、跨語言方面得不到很好的支持。之后服務(wù)旁部署代理服務(wù)接管服務(wù)間通信，目前最流行的 Service Mesh 開源方案 Istio 也是采用這種設(shè)計(jì)思路。

據(jù)包在用戶空間和內(nèi)核空間的切換，，帶來了很多消耗。圖 1-2 Istio 中請求流轉(zhuǎn)過程圖 1-2 是 Istio 中請求的流轉(zhuǎn)過程，Proxy 是與服務(wù)部署在一起的代理，會(huì)將請求的一些信息反饋給 Mixer 做安全檢查和信息監(jiān)控，Mixer 構(gòu)造服務(wù)之間通信的控制平面，同時(shí) Mixer 還可以下發(fā)指令控制 Proxy 對請求的處理操作包括是否丟棄、如何路由，完成對服務(wù)間通信數(shù)據(jù)平面的控制。1.3 論文研究內(nèi)容在對背景和研究現(xiàn)狀做了調(diào)研后本文發(fā)現(xiàn)很多計(jì)算場景需要二層、三層網(wǎng)絡(luò)跨區(qū)域的支持，盡管云服務(wù)提供商在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一些解決方案，但是在主流的云計(jì)算OpenStack 社區(qū)并沒有相應(yīng)的解決方案。隨著架構(gòu)的演變，應(yīng)用層服務(wù)間的通信也需要進(jìn)行管理
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.07

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本文編號：2610078