一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其通信方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其通信方法,基于層次、對象和消息模型建立混合型架構(gòu)，并采用面向構(gòu)件思想對組成構(gòu)件及其處理環(huán)境進(jìn)行管理，在此基礎(chǔ)上，對構(gòu)件處理集群進(jìn)行高效路由、讀寫分離和負(fù)載均衡，滿足對云操作系統(tǒng)地的開放兼容、松耦合和可擴(kuò)展需求，解決現(xiàn)有云操作系統(tǒng)的自管理問題、構(gòu)件水平伸縮問題和有狀態(tài)構(gòu)件的高可用問題，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的面向構(gòu)件的混合型架構(gòu)完善了開放兼容、可擴(kuò)展、松耦合的構(gòu)件化云操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并通過構(gòu)件水平伸縮集群和高可用集群的通信方法保障了云操作系統(tǒng)的可伸縮性和高可用性。
【專利說明】一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計(jì)算領(lǐng)域，，具體地說是一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著云計(jì)算的興起，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心迅速向云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型。在數(shù)據(jù)中心從初級向高級形態(tài)演進(jìn)的物理資源整合、應(yīng)用與虛擬化接合、自動化管理、數(shù)據(jù)中心協(xié)同四個(gè)階段中，云操作系統(tǒng)(COS, Cloud Operating System)發(fā)揮著重要作用，承擔(dān)著對上接口應(yīng)用、對下管理硬件的中間功能，將大量的異構(gòu)設(shè)備融合為邏輯資源池，動態(tài)調(diào)度給云應(yīng)用，完成對終端的服務(wù)。
[0003]云數(shù)據(jù)中心環(huán)境具有動態(tài)、異構(gòu)、大規(guī)模和單點(diǎn)易失效的特征，因此，COS需采用廣泛兼容的開放架構(gòu)，既考慮對第三方軟硬件的兼容性，也將二次開發(fā)納入其中，提供完善標(biāo)準(zhǔn)的接口 API ;針對云計(jì)算環(huán)境對功能的動態(tài)變化需求，COS需采用可擴(kuò)展的構(gòu)件化設(shè)計(jì)，在虛擬化、資源調(diào)度等基本構(gòu)件基礎(chǔ)上，便于運(yùn)維管理、計(jì)量計(jì)費(fèi)和自助服務(wù)等構(gòu)件的增值開發(fā)和按需部署；此外，COS還要采用伸縮性和高可用設(shè)計(jì)，達(dá)到云計(jì)算追求的規(guī)模擴(kuò)展和業(yè)務(wù)連續(xù)性目標(biāo)。
[0004]針對云數(shù)據(jù)中心對COS的松耦合、可擴(kuò)展、可伸縮和高可用需求，采用傳統(tǒng)OS的單一模塊架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)COS模塊間的高效調(diào)用，但耦合緊密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)難于擴(kuò)展；采用層次架構(gòu)可以使各模塊間的組織結(jié)構(gòu)和依賴關(guān)系清晰化，提高COS的可靠性、可移植性和維護(hù)性，但軟件棧層次太深使得內(nèi)核過于龐大，并且模塊間的耦合程度仍然較高，不適于構(gòu)建分布處理環(huán)境；在上述架構(gòu)基礎(chǔ)上，開源軟件OpenStack和CloudStack基于消息隊(duì)列建立了松耦合的云管理架構(gòu)，但缺乏面向構(gòu)件的設(shè)計(jì)，無法控制構(gòu)件生命周期，需要組成模塊自行考慮伸縮和高可用方式，加重了模塊的開發(fā)部署負(fù)擔(dān)和運(yùn)行開銷。遵循高內(nèi)聚低耦合原則，應(yīng)該從COS層面增加對構(gòu)件的管理并保障其可擴(kuò)展性、可伸縮性和高可用性，這其中主要面對的問題是:
1.當(dāng)前的云操作系統(tǒng)缺乏自包含性，無法對組成構(gòu)件進(jìn)行描述和管理，也無法對其處理環(huán)境進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控；
2.針對構(gòu)件的高可用處理集群，現(xiàn)有通信協(xié)議基于構(gòu)件的無狀態(tài)性假設(shè)設(shè)計(jì)，缺乏讀寫分離機(jī)制和負(fù)載均衡策略，無法實(shí)現(xiàn)對有狀態(tài)構(gòu)件處理集群的高可用和高性能支持；
3.針對構(gòu)件的水平伸縮(scale-out)處理集群，現(xiàn)有基于樹的路由算法效率受到關(guān)鍵字規(guī)模擴(kuò)大的影響，而基于Hash的路由算法在節(jié)點(diǎn)變化時(shí)會造成大量的數(shù)據(jù)移動，并且缺乏均衡異構(gòu)節(jié)點(diǎn)負(fù)載的數(shù)據(jù)分布方法。
[0005]因此，如何在COS中提供對構(gòu)件及其處理集群的管理和監(jiān)控機(jī)制，以及實(shí)現(xiàn)消息的高效路由和負(fù)載均衡，成為COS架構(gòu)中亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其通信方法。
[0007]本發(fā)明的目的是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，基于層次、對象和消息模型建立混合型架構(gòu)，并采用面向構(gòu)件思想對組成構(gòu)件及其處理環(huán)境進(jìn)行管理，在此基礎(chǔ)上，對構(gòu)件處理集群進(jìn)行高效路由、讀寫分離和負(fù)載均衡，滿足對云操作系統(tǒng)地的開放兼容、松耦合和可擴(kuò)展需求，解決現(xiàn)有云操作系統(tǒng)的自管理問題、構(gòu)件水平伸縮問題和有狀態(tài)構(gòu)件的高可用問題，
從層次模型角度，系統(tǒng)自上至下分為門戶層、邏輯層、適配層和實(shí)現(xiàn)層，各層相對獨(dú)立，通過在各層分別定義標(biāo)準(zhǔn)接口增強(qiáng)開放性，通過在各層適配不同功能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)兼容性；
從對象模型角度，云操作系統(tǒng)由云門戶、云管理門戶、云資源管理、監(jiān)控管理、計(jì)量計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)審批、授權(quán)認(rèn)證功能模塊組成，各功能組件通過基于Rest消息的調(diào)用進(jìn)行通信，可自由組合，按需分布部署，并且可根據(jù)需求增值開發(fā)新模塊，通過在邏輯層的不同模塊間實(shí)現(xiàn)互操作增強(qiáng)平臺的可擴(kuò)展性，在實(shí)施例中，最小化安裝的云操作系統(tǒng)僅由云門戶、云管理門戶和云資源管理模塊組成，在此基礎(chǔ)上，監(jiān)控、計(jì)費(fèi)、審批或其他模塊按需定制和擴(kuò)展，通過基于Rest消息的調(diào)用進(jìn)行通信，按需分布部署和增值開發(fā)，通過在邏輯層的不同模塊間實(shí)現(xiàn)互操作增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；引入基于消息的通信方式支持異步調(diào)用，使用消息通信接口 JMS傳輸Rest消息，使系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)一步解耦，在此基礎(chǔ)上，采用面向構(gòu)建設(shè)計(jì)，構(gòu)件管理門戶負(fù)責(zé)管理構(gòu)件的元數(shù)據(jù)并對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；
對象架構(gòu)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)按需擴(kuò)展和分布部署，但屬于RPC(Remote Process Call)同步通信方式，發(fā)送端等待接收端返回后才能繼續(xù)執(zhí)行，雙方進(jìn)程緊耦合，隨著系統(tǒng)的擴(kuò)大化和復(fù)雜化，構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系過于復(fù)雜，針對此問題，在對象架構(gòu)的基礎(chǔ)上引入基于消息的通信方式，使用消息通信接口 JMS傳輸Rest信息，使得發(fā)送和接收端生命周期可以不同，并支持異步調(diào)用，使系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)一步解耦，在實(shí)施例中，門戶和云資源層之間的虛擬機(jī)開啟、關(guān)閉、掛起、關(guān)閉等操作通過異步方式實(shí)現(xiàn)，門戶發(fā)出命令后無需等待響應(yīng)即可返回，提升了用戶交互效果；
基于上述混合型架構(gòu)的云操作系統(tǒng)能夠滿足開放兼容和擴(kuò)展需求，在此基礎(chǔ)上，基于面向構(gòu)建設(shè)計(jì)思想，構(gòu)件管理.門戶負(fù)責(zé)管理構(gòu)件的元數(shù)據(jù)信息，支持注冊、刪除、修改和查詢等操作，其中，
構(gòu)件是一個(gè)三元組包括:名稱、服務(wù)集合、訪問地址、描述；
服務(wù)是一個(gè)四元組，包括:名稱、類型、消息協(xié)議、參數(shù)列表、key名稱、功能描述、非功能描述；
除對構(gòu)件進(jìn)行描述和管理，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步對其處理環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，為保障構(gòu)件的可伸縮性和可用性提供基礎(chǔ)服務(wù)，完善云操作系統(tǒng)的自管理能力，在構(gòu)件注冊時(shí)，系統(tǒng)為其分配用戶名user、密碼psw以及唯一的構(gòu)件id，之后構(gòu)件處理集群的接入過程為
1)處理集群向地址為url的系統(tǒng)總線發(fā)起接入請求，系統(tǒng)總線驗(yàn)證接入節(jié)點(diǎn)的用戶名、密碼和id，如驗(yàn)證通過，建立連接，代碼為:
connection=ConnectionFactory.createConnection(user, psw, url);
2)建立一個(gè)寫操作主題，構(gòu)件的每個(gè)處理節(jié)點(diǎn)向該主題訂閱寫操作；
write_topic=session.createTopic(id+〃WRITE_T0PIC〃);
write_topic_consumer=session.createConsumer(write_topic);
3)構(gòu)件在writeTopicListener的onMessage方法中實(shí)現(xiàn)寫處理,并向系統(tǒng)總線注冊；write_topic_consumer.setMessageListener(writeTopicListener);
4)根據(jù)構(gòu)件處理節(jié)點(diǎn)數(shù)mum建立讀操作隊(duì)列組,每個(gè)處理節(jié)點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)隊(duì)列訂閱讀操
作
read_queue=session.createMultiQueue(num, id+-READ_QUEUE-);
read_queue_consumer=session.createConsumer(read_queue);
5)在readQueueListener的onMessage方法中實(shí)現(xiàn)具體的讀處理功能,并向系統(tǒng)總線
注冊
read_queue_consumer.setMessageListener(readQueueListener);
在上述讀寫分離隊(duì)列組基礎(chǔ)上，在構(gòu)件管理模塊中對各構(gòu)件的服務(wù)類型進(jìn)行區(qū)分，設(shè)定其為冪等或非冪，冪等操作屬于無狀態(tài)操作，在同一狀態(tài)下每次執(zhí)行的結(jié)果相同；非冪等操作屬于有狀態(tài)操作，同一狀態(tài)下每次執(zhí)行的結(jié)果不同，路由器根據(jù)服務(wù)類型進(jìn)行路由，非冪操作發(fā)送到唯一的寫隊(duì)列，冪操作根據(jù)負(fù)載均衡策略發(fā)送到不同的讀隊(duì)列；
讀操作負(fù)載均衡流程過程為
1)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的處理能力；
若節(jié)點(diǎn)i的CPU頻率、內(nèi)存容量和I/O帶寬分別為Ci, Mi和Bi,集群的各種資源為節(jié)點(diǎn)各種資源之和，即C= Σ Ci, M= Σ Mi, B= Σ Bi ;
則節(jié)點(diǎn)i的CPU權(quán)值為WiepU=CiZU內(nèi)存容量W嚴(yán)M=MiZU I/O帶寬Wi-=BiZB ；
若構(gòu)件服務(wù)所需資源比例分別為Pm1, Peam, P?,則節(jié)點(diǎn)i的處理能力為
ff_pCPUffiCPU+pEAMffiEAM+pIOffiIO ;
2)根據(jù)讀寫操作權(quán)值計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載；
若讀隊(duì)列L同寫隊(duì)列Lw的讀寫操作開銷比a，則節(jié)點(diǎn)i的負(fù)載LelA+aC 各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)Si=LiZiWi
3)選擇負(fù)載最輕的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由；
寫操作采用流水方式進(jìn)行，以提高數(shù)據(jù)寫入效率，其過程為節(jié)點(diǎn)I首先寫入數(shù)據(jù)，寫入一個(gè)數(shù)據(jù)分片64 KB后，在繼續(xù)接收數(shù)據(jù)的同時(shí)向節(jié)點(diǎn)2轉(zhuǎn)發(fā)已寫入的64K數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)2至節(jié)點(diǎn)η以相同方式接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，直到節(jié)點(diǎn)η寫入最后一個(gè)不超過64 KB數(shù)據(jù)分片；
在上述通信方法基礎(chǔ)上，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控模塊進(jìn)一步將構(gòu)件處理節(jié)點(diǎn)的加入、退出、失效和恢復(fù)事件發(fā)送給構(gòu)件管理模塊，其中，節(jié)點(diǎn)加入事件是指為構(gòu)件添加一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)退出事件是指為構(gòu)件撤銷一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)失效事件是指構(gòu)件的一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)不可用；節(jié)點(diǎn)蘇醒事件是指構(gòu)件一個(gè)不可用處理節(jié)點(diǎn)恢復(fù)可用。
[0008]2、一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)的通信方法，其特征在于，包括高可用構(gòu)件集群通信方法和水平伸縮構(gòu)件集群通信方法，其中:
高可用構(gòu)件集群通信方法，是構(gòu)件管理模塊為每個(gè)構(gòu)件集群建立一個(gè)讀寫分離隊(duì)列組，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步將構(gòu)件的服務(wù)類型區(qū)分為冪等或非冪，路由器根據(jù)服務(wù)類型進(jìn)行路由，非冪操作發(fā)送到唯一的寫隊(duì)列，冪操作根據(jù)負(fù)載均衡策略發(fā)送到不同的讀隊(duì)列，在此基礎(chǔ)上，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控模塊將處理節(jié)點(diǎn)的加入、退出、失效和恢復(fù)事件發(fā)送給構(gòu)件管理模塊，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步根據(jù)節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)，此方法通過讀寫分離和負(fù)載均衡提高有狀態(tài)構(gòu)件集群的通信性能，根據(jù)節(jié)點(diǎn)變化調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)保障構(gòu)件的高可用性，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步根據(jù)監(jiān)控模塊發(fā)送的節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)，流程如下: 1)當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，在隊(duì)列組中為該節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)讀操作隊(duì)列，該節(jié)點(diǎn)向該隊(duì)列訂閱讀操作，并向?qū)懼黝}訂閱寫主題；
2)當(dāng)節(jié)點(diǎn)退出時(shí)，刪除該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的讀隊(duì)列，關(guān)閉其對寫主題的訂閱；
3)當(dāng)節(jié)點(diǎn)失效時(shí),停止向該節(jié)點(diǎn)的讀隊(duì)列發(fā)送讀請求,在寫主題中為該節(jié)點(diǎn)保留寫操
作；
4)當(dāng)節(jié)點(diǎn)蘇醒時(shí),在寫主題中同步寫操作,恢復(fù)向該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的讀隊(duì)列發(fā)送讀操作請
求；
無狀態(tài)集群的負(fù)載均衡方法將操作完全均衡的分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，在有狀態(tài)情況下將造成處理結(jié)果不一致，上述方法通過建立讀寫分離隊(duì)列并針對節(jié)點(diǎn)能力負(fù)載均衡，能夠避免此問題，提高有狀態(tài)構(gòu)件集群的通信性能，并且根據(jù)節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)保障了有狀態(tài)集群的高可用性；
水平伸縮構(gòu)件集群通信方法，是構(gòu)件管理模塊根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)為構(gòu)件的每個(gè)服務(wù)建立多邊形隊(duì)列結(jié)構(gòu)，按Hash值進(jìn)行二分查找路由，算法效率由遠(yuǎn)小于關(guān)鍵字規(guī)模的Hash分組數(shù)目決定，提高了路由效率，并且在節(jié)點(diǎn)數(shù)發(fā)生變化的情況下只需調(diào)整部分節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)狀態(tài)，提高了動態(tài)伸縮效率，在上述通信方法基礎(chǔ)上，在初始化階段根據(jù)節(jié)點(diǎn)處理能力劃分各節(jié)點(diǎn)所需處理的Hash區(qū)間，形成路由表，實(shí)現(xiàn)按比例分布數(shù)據(jù)狀態(tài)，達(dá)到負(fù)載均衡；
構(gòu)件管理模塊根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)為構(gòu)件的每個(gè)服務(wù)建立多邊形隊(duì)列組，每個(gè)隊(duì)列對應(yīng)一個(gè)Hash值區(qū)間或分組，按Hash值進(jìn)行二分查找路由，路由算法如下:
1)計(jì)算key的Hash值h；
2)初始化分組下限i為1，分組上限j為分組總數(shù)m；
3)重復(fù)；
4)計(jì)算中間分組t=(i+j)/2,查看分組t是否包含h；
5)若h小于當(dāng)前分組下限,更新上限j=t-l；
6)若h大于當(dāng)前分組上限,更新下限i=t+l；
7)否則，返回區(qū)間所在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由；
上述算法相當(dāng)于以分組為節(jié)點(diǎn)做二分查找，復(fù)雜度為O(l0g2n)，算法的效率由分組數(shù)目決定，由于分組數(shù)目遠(yuǎn)小于關(guān)鍵字規(guī)模，因此提高了路由效率，另外，由于采用了分組策略，因此在節(jié)點(diǎn)數(shù)量發(fā)生變化的情況下只需調(diào)整部分分組的關(guān)鍵字規(guī)模和對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，提高了動態(tài)伸縮效率。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的面向構(gòu)件的混合型架構(gòu)完善了開放兼容、可擴(kuò)展、松耦合的構(gòu)件化云操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并通過構(gòu)件水平伸縮集群和高可用集群的通信方法保障了云操作系統(tǒng)的可伸縮性和高可用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是面向構(gòu)件的混合型COS體系結(jié)構(gòu)圖；
圖2是支持有狀態(tài)構(gòu)件集群高可用的通信架構(gòu)圖；
圖3是讀寫分離隊(duì)列組示意圖；
圖4是數(shù)據(jù)寫入時(shí)序圖；
圖5是節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖； 圖6是隊(duì)列結(jié)構(gòu)調(diào)整流程圖；
圖7是水平伸縮構(gòu)件集群通信架構(gòu)圖；
圖8是多邊隊(duì)列組路由不意圖；
圖9是多邊隊(duì)列組路由算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，如果不沖突，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征的相互均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0012]I面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)架構(gòu)
從層次模型角度，云操作系統(tǒng)從上至下分為門戶層、邏輯層、適配層和實(shí)現(xiàn)層四個(gè)層次，如圖1所示。各層相對獨(dú)立，通過在各層分別定義標(biāo)準(zhǔn)接口增強(qiáng)系統(tǒng)的開放性，通過在各層適配不同功能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)兼容性。在實(shí)施例中，通過剝離門戶層可實(shí)現(xiàn)用戶UI和功能邏輯的分離，例如，邏輯層可通過對外提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的Rest API支持門戶或第三方的二次開發(fā)；通過抽象出邏輯功能層可以實(shí)現(xiàn)對多種具體功能實(shí)現(xiàn)的兼容，例如，云資源管理模塊通過虛擬化適配器支持多種虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施，監(jiān)控管理模塊通過適配框架兼容多種監(jiān)控協(xié)議，流程管理模塊通過流程引擎支持不同審批流程的定制，計(jì)費(fèi)管理和認(rèn)證授權(quán)模塊通過預(yù)留鉤子接口支持插件接入。
[0013]從對象模型角度，云操作系統(tǒng)由云門戶、云管理門戶、云資源管理、監(jiān)控管理、計(jì)量計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)審批、授權(quán)認(rèn)證等功能模塊組成，各功能組件通過基于Rest消息的調(diào)用進(jìn)行通信，可自由組合，按需分布部署，并且可根據(jù)需求增值開發(fā)新模塊，通過在邏輯層的不同模塊間實(shí)現(xiàn)互操作增強(qiáng)平臺的可擴(kuò)展性。在實(shí)施例中，最小化安裝的云操作系統(tǒng)僅由云門戶、云管理門戶和云資源管理模塊組成，在此基礎(chǔ)上，監(jiān)控、計(jì)費(fèi)、審批或其他模塊可以按需定制和擴(kuò)展。
[0014]對象架構(gòu)雖然可以實(shí)現(xiàn)按需擴(kuò)展和分布部署，但屬于RPCXRemote Process Call)同步通信方式，發(fā)送端等待接收端返回后才能繼續(xù)執(zhí)行，雙方進(jìn)程緊耦合，隨著系統(tǒng)的擴(kuò)大化和復(fù)雜化，構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系過于復(fù)雜。針對此問題，在對象架構(gòu)的基礎(chǔ)上引入基于消息的通信方式，使用消息通信接口 JMS傳輸Rest信息，使得發(fā)送和接收端生命周期可以不同，并支持異步調(diào)用，使系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)一步解耦。在實(shí)施例中，門戶和云資源層之間的虛擬機(jī)開啟、關(guān)閉、掛起、關(guān)閉等操作通過異步方式實(shí)現(xiàn)，門戶發(fā)出命令后無需等待響應(yīng)即可返回，提升了用戶交互效果。
[0015]基于上述混合型架構(gòu)的云操作系統(tǒng)能夠滿足開放兼容和擴(kuò)展需求。在此基礎(chǔ)上，基于面向構(gòu)建設(shè)計(jì)思想，構(gòu)件管理門戶負(fù)責(zé)管理構(gòu)件的元數(shù)據(jù)信息，支持注冊、刪除、修改和查詢等操作，其中，
構(gòu)件是一個(gè)三元組{名稱、服務(wù)集合、訪問地址、描述}
服務(wù)是一個(gè)四元組{名稱、類型、消息協(xié)議、參數(shù)列表、key名稱、功能描述、非功能描
述}
除對構(gòu)件進(jìn)行描述和管理，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步對其處理環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，為保障構(gòu)件的可伸縮性和可用性提供基礎(chǔ)服務(wù)，完善云操作系統(tǒng)的自管理能力。
[0016]2高可用構(gòu)件集群通信方法
本發(fā)明提出高可用構(gòu)件集群的實(shí)施例如圖2所示，主要包括如下模塊 構(gòu)件管理模塊負(fù)責(zé)根據(jù)構(gòu)件信息建立、刪除和調(diào)整構(gòu)件的消息隊(duì)列組；
消息路由器負(fù)責(zé)根據(jù)路由信息向所述隊(duì)列組分發(fā)消息。
[0017]節(jié)點(diǎn)監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)檢測構(gòu)件處理集群各節(jié)點(diǎn)的加入和退出，獲取處理節(jié)點(diǎn)的資源配置信息。
[0018]構(gòu)件處理集群負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的具體服務(wù)功能，由若干個(gè)處理節(jié)點(diǎn)組成。
[0019]構(gòu)件客戶端負(fù)責(zé)發(fā)起對構(gòu)件服務(wù)的使用請求。
[0020]基于上述架構(gòu),在構(gòu)件注冊時(shí)，系統(tǒng)為其分配用戶名user、密碼psw以及唯一的構(gòu)件id,之后構(gòu)件處理集群的接入過程為
` 1.處理集群向地址為url的系統(tǒng)總線發(fā)起接入請求，系統(tǒng)總線驗(yàn)證接入節(jié)點(diǎn)的用戶名、密碼和id，如驗(yàn)證通過，建立連接。代碼為:
connection=ConnectionFactory.createConnection(user, psw, url);
`2.建立一個(gè)寫操作主題，構(gòu)件的每個(gè)處理節(jié)點(diǎn)向該主題訂閱寫操作； write_topic=session.createTopic(id+〃WRITE_T0PIC〃); write_topic_consumer=session.createConsumer(write_topic);
` 3.構(gòu)件在writeTopicListener的onMessage方法中實(shí)現(xiàn)寫處理,并向系統(tǒng)總線注
ΠΠ
冊；
write_topic_consumer.setMessageListener(writeTopicListener);
`4.根據(jù)構(gòu)件處理節(jié)點(diǎn)數(shù)mum建立讀操作隊(duì)列組,每個(gè)處理節(jié)點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)隊(duì)列訂閱讀
操作`
read_queue=session.createMultiQueue(num, id+READ_QUEUE);
read_queue_consumer=session.createConsumer(read_queue);
`5.在readQueueListener的onMessage方法中實(shí)現(xiàn)具體的讀處理功能,并向系統(tǒng)總
線注冊
read_queue_consumer.setMessageListener(readQueueListener);
在上述讀寫分離隊(duì)列組基礎(chǔ)上，在構(gòu)件管理模塊中對各構(gòu)件的服務(wù)類型進(jìn)行區(qū)分，設(shè)定其為冪等或非冪等。冪等操作屬于無狀態(tài)操作，在同一狀態(tài)下每次執(zhí)行的結(jié)果相同；非冪等操作屬于有狀態(tài)操作，同一狀態(tài)下每次執(zhí)行的結(jié)果不同。路由器根據(jù)服務(wù)類型進(jìn)行路由，非冪等操作發(fā)送到唯一的寫隊(duì)列，冪等操作根據(jù)負(fù)載均衡策略發(fā)送到不同的讀隊(duì)列，如圖3所示。其中，
讀操作負(fù)載均衡流程過程為
`1.計(jì)算節(jié)點(diǎn)的處理能力；
若節(jié)點(diǎn)i的CPU頻率、內(nèi)存容量和1/0帶寬分別為Ci, Mi和Bi,集群的各種資源為節(jié)點(diǎn)各種資源之和，即C= Σ Ci, M= Σ Mi, B= Σ Bi ;
則節(jié)點(diǎn)i的CPU權(quán)值為WiepU=CiZU內(nèi)存容量W嚴(yán)M=MiZU 1/0帶寬Wi=BiZB ；
若構(gòu)件服務(wù)所需資源比例分別為Pm1, Peam, P?,則節(jié)點(diǎn)i的處理能力為
ff_pCPUffiCPU+pEAMffiEAM+p10ffi10 ; 2.根據(jù)讀寫操作權(quán)值計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載；
若讀隊(duì)列L同寫隊(duì)列Lw的讀寫操作開銷比a，則節(jié)點(diǎn)i的負(fù)載LelA+aC 各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)Si=LiZiWi
3.選擇負(fù)載最輕的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由；
寫操作采用流水方式進(jìn)行，以提高數(shù)據(jù)寫入效率，如圖4所示，其過程為節(jié)點(diǎn)I首先寫入數(shù)據(jù)，寫入一個(gè)數(shù)據(jù)分片(64 KB)后，在繼續(xù)接收數(shù)據(jù)的同時(shí)向節(jié)點(diǎn)2轉(zhuǎn)發(fā)已寫入的64K數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)2至節(jié)點(diǎn)η以相同方式接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，直到節(jié)點(diǎn)η寫入最后一個(gè)數(shù)據(jù)分片(不超過64 ΚΒ)。
[0021]在上述通信方法基礎(chǔ)上，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控模塊進(jìn)一步將構(gòu)件處理節(jié)點(diǎn)的加入、退出、失效和恢復(fù)事件發(fā)送給構(gòu)件管理模塊，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖5所示。其中，節(jié)點(diǎn)加入事件是指為構(gòu)件添加一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)退出事件是指為構(gòu)件撤銷一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)失效事件是指構(gòu)件的一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)不可用；節(jié)點(diǎn)蘇醒事件是指構(gòu)件一個(gè)不可用處理節(jié)點(diǎn)恢復(fù)可用。
[0022]構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步根據(jù)監(jiān)控模塊發(fā)送的節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)，流程如圖6所示:
1.當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，在隊(duì)列組中為該節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)讀操作隊(duì)列，該節(jié)點(diǎn)向該隊(duì)列訂閱讀操作，并向?qū)懼黝}訂閱寫主題；
2.當(dāng)節(jié)點(diǎn)退出時(shí)，刪除該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的讀隊(duì)列，關(guān)閉其對寫主題的訂閱；
3.當(dāng)節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，停止向該節(jié)點(diǎn)的讀隊(duì)列發(fā)送讀請求，在寫主題中為該節(jié)點(diǎn)保留寫操作；
4.當(dāng)節(jié)點(diǎn)蘇醒時(shí)，在寫主題中同步寫操作，恢復(fù)向該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的讀隊(duì)列發(fā)送讀操作請求。
[0023]無狀態(tài)集群的負(fù)載均衡方法將操作完全均衡的分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，在有狀態(tài)情況下將造成處理結(jié)果不一致。上述方法通過建立讀寫分離隊(duì)列并針對節(jié)點(diǎn)能力負(fù)載均衡，能夠避免此問題，提高有狀態(tài)構(gòu)件集群的通信性能，并且根據(jù)節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)保障了有狀態(tài)集群的高可用性。
[0024]3水平伸縮構(gòu)件集群通信方法
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水平伸縮構(gòu)件集群通信方法，如圖7所示。構(gòu)件管理模塊根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)為構(gòu)件的每個(gè)服務(wù)建立多邊形隊(duì)列組，每個(gè)隊(duì)列對應(yīng)一個(gè)Hash值區(qū)間(分組)，按Hash值進(jìn)行二分查找路由，路由算法為如圖9所示
1.計(jì)算key的Hash值h；
2.初始化分組下限i為1，分組上限j為分組總數(shù)m；
3.重復(fù)；
4.計(jì)算中間分組t=(i+j)/2,查看分組t是否包含h；
5.若h小于當(dāng)前分組下限,更新上限j=t_l；
6.若h大于當(dāng)前分組上限,更新下限i=t+l;
7.否則，返回區(qū)間所在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由。
[0025]上述算法相當(dāng)于以分組為節(jié)點(diǎn)做二分查找，復(fù)雜度為O(1g2Ii)，算法的效率由分組數(shù)目決定，由于分組數(shù)目遠(yuǎn)小于關(guān)鍵字規(guī)模，因此提高了路由效率。另外，由于采用了分組策略，因此在節(jié)點(diǎn)數(shù)量發(fā)生變化的情況下只需調(diào)整部分分組的關(guān)鍵字規(guī)模和對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，提高了動態(tài)伸縮效率。
[0026]在上述通信方法基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)例提出一種數(shù)據(jù)狀態(tài)分布方法，在初始化階段根據(jù)節(jié)點(diǎn)處理能力劃分各節(jié)點(diǎn)所需處理的Hash區(qū)間，節(jié)點(diǎn)處理能力的計(jì)算方法如前所述。此方法能夠根據(jù)節(jié)點(diǎn)處理能力劃分各節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列所需處理的Hash區(qū)間規(guī)模，實(shí)現(xiàn)按比例分布數(shù)據(jù)狀態(tài)，達(dá)到負(fù)載均衡。
[0027]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【權(quán)利要求】
1.一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)，其特征在于基于層次、對象和消息模型建立混合型架構(gòu)，并采用面向構(gòu)件思想對組成構(gòu)件及其處理環(huán)境進(jìn)行管理，在此基礎(chǔ)上，對構(gòu)件處理集群進(jìn)行高效路由、讀寫分離和負(fù)載均衡，滿足對云操作系統(tǒng)地的開放兼容、松耦合和可擴(kuò)展需求，解決現(xiàn)有云操作系統(tǒng)的自管理問題、構(gòu)件水平伸縮問題和有狀態(tài)構(gòu)件的高可用問題， 從層次模型角度，系統(tǒng)自上至下分為門戶層、邏輯層、適配層和實(shí)現(xiàn)層，各層相對獨(dú)立，通過在各層分別定義標(biāo)準(zhǔn)接口增強(qiáng)開放性，通過在各層適配不同功能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)兼容性； 從對象模型角度，云操作系統(tǒng)由云門戶、云管理門戶、云資源管理、監(jiān)控管理、計(jì)量計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)審批、授權(quán)認(rèn)證功能模塊組成，各功能組件通過基于Rest消息的調(diào)用進(jìn)行通信，可自由組合，按需分布部署，并且可根據(jù)需求增值開發(fā)新模塊，通過在邏輯層的不同模塊間實(shí)現(xiàn)互操作增強(qiáng)平臺的可擴(kuò)展性，在實(shí)施例中，最小化安裝的云操作系統(tǒng)僅由云門戶、云管理門戶和云資源管理模塊組成，在此基礎(chǔ)上，監(jiān)控、計(jì)費(fèi)、審批或其他模塊按需定制和擴(kuò)展，通過基于Rest消息的調(diào)用進(jìn)行通信，按需分布部署和增值開發(fā)，通過在邏輯層的不同模塊間實(shí)現(xiàn)互操作增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；引入基于消息的通信方式支持異步調(diào)用，使用消息通信接口 JMS傳輸Rest消息，使系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)一步解耦，在此基礎(chǔ)上，采用面向構(gòu)建設(shè)計(jì)，構(gòu)件管理門戶負(fù)責(zé)管理構(gòu)件的元數(shù)據(jù)并對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控； 對象架構(gòu)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)按需擴(kuò)展和分布部署，但屬于RPC(Remote Process Call)同步通信方式，發(fā)送端等待接收端返回后才能繼續(xù)執(zhí)行，雙方進(jìn)程緊耦合，隨著系統(tǒng)的擴(kuò)大化和復(fù)雜化，構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系過于復(fù)雜，針對此問題，在對象架構(gòu)的基礎(chǔ)上引入基于消息的通信方式，使用消息通信接口 JMS傳輸Rest信息，使得發(fā)送和接收端生命周期可以不同，并支持異步調(diào)用，使系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)一步解耦，在實(shí)施例中，門戶和云資源層之間的虛擬機(jī)開啟、關(guān)閉、掛起、關(guān)閉等操作通過異步方式實(shí)現(xiàn)，門戶發(fā)出命令后無需等待響應(yīng)即可返回，提升了用戶交互效果； 基于上述混合型架構(gòu)的云操作系統(tǒng)能夠滿足開放兼容和擴(kuò)展需求，在此基礎(chǔ)上，基于面向構(gòu)建設(shè)計(jì)思想，構(gòu)件管理門戶負(fù)責(zé)管理構(gòu)件的元數(shù)據(jù)信息，支持注冊、刪除、修改和查詢等操作，其中，` 構(gòu)件是一個(gè)三元組包括:名稱、服務(wù)集合、訪問地址、描述； 服務(wù)是一個(gè)四元組，包括:名稱、類型、消息協(xié)議、參數(shù)列表、key名稱、功能描述、非功能描述； 除對構(gòu)件進(jìn)行描述和管理，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步對其處理環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，為保障構(gòu)件的可伸縮性和可用性提供基礎(chǔ)服務(wù)，完善云操作系統(tǒng)的自管理能力，在構(gòu)件注冊時(shí)，系統(tǒng)為其分配用戶名user、密碼psw以及唯一的構(gòu)件id，之后構(gòu)件處理集群的接入過程為: 1)處理集群向地址為url的系統(tǒng)總線發(fā)起接入請求，系統(tǒng)總線驗(yàn)證接入節(jié)點(diǎn)的用戶名、密碼和id，如驗(yàn)證通過，建立連接，代碼為:
connection=ConnectionFactory.createConnection(user, psw, url); 2)建立一個(gè)寫操作主題，構(gòu)件的每個(gè)處理節(jié)點(diǎn)向該主題訂閱寫操作；
write_topic=session.createTopic(id+〃WRITE_TOPIC〃);
write_topic_consumer=session.createConsumer(write_topic); 3)構(gòu)件在writeTopicListener的onMessage方法中實(shí)現(xiàn)寫處理,并向系統(tǒng)總線注冊；write_topic_consumer.setMessageListener(writeTopicListener); 4)根據(jù)構(gòu)件處理節(jié)點(diǎn)數(shù)mum建立讀操作隊(duì)列組,每個(gè)處理節(jié)點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)隊(duì)列訂閱讀操作
read_queue=session.createMultiQueue(num, id+READ_QUEUE);
read_queue_consumer=session.createConsumer(read_queue); 5)在readQueueListener的onMessage方法中實(shí)現(xiàn)具體的讀處理功能,并向系統(tǒng)總線注冊
read_queue_consumer.setMessageListener(readQueueListener); 在上述讀寫分離隊(duì)列組基礎(chǔ)上，在構(gòu)件管理模塊中對各構(gòu)件的服務(wù)類型進(jìn)行區(qū)分，設(shè)定其為冪等或非冪，冪等操作屬于無狀態(tài)操作，在同一狀態(tài)下每次執(zhí)行的結(jié)果相同；非冪等操作屬于有狀態(tài)操作，同一狀態(tài)下每次執(zhí)行的結(jié)果不同，路由器根據(jù)服務(wù)類型進(jìn)行路由，非冪操作發(fā)送到唯一的寫隊(duì)列，冪操作根據(jù)負(fù)載均衡策略發(fā)送到不同的讀隊(duì)列； 讀操作負(fù)載均衡流程過程為: 1)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的處理能力； 若節(jié)點(diǎn)i的CPU頻率、內(nèi)存容量和I/O帶寬分別為Ci, Mi和Bi,集群的各種資源為節(jié)點(diǎn)各種資源之和，即C= Σ Ci, M= Σ Mi, B= Σ Bi ; 則節(jié)點(diǎn)i的CPU權(quán)值為WiepU=CiZU內(nèi)存容量W嚴(yán)M=MiZU I/O帶寬Wi=BiZB ； 若構(gòu)件服務(wù)所需資源比例分別為Pm1, Peam, P?,則節(jié)點(diǎn)i的處理能力為ff_pCPUffiCPU+pEAMffiEAM+pIOffiIO ; 2)根據(jù)讀寫操作權(quán)值計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載； 若讀隊(duì)列L同寫隊(duì)列Lw的讀寫操作開銷比a，則節(jié)點(diǎn)i的負(fù)載LelA+aC 各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)Si=LiZiWi 3)選擇負(fù)載最輕的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由； 寫操作采用流水方式進(jìn)行，以提高數(shù)據(jù)寫入效率，其過程為節(jié)點(diǎn)I首先寫入數(shù)據(jù)，寫入一個(gè)數(shù)據(jù)分片64 KB后，在繼續(xù)接收數(shù)據(jù)的同時(shí)向節(jié)點(diǎn)2轉(zhuǎn)發(fā)已寫入的64K數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)2至節(jié)點(diǎn)η以相同方式接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，直到節(jié)點(diǎn)η寫入最后一個(gè)不超過64 KB數(shù)據(jù)分片； 在上述通信方法基礎(chǔ)上，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控模塊進(jìn)一步將構(gòu)件處理節(jié)點(diǎn)的加入、退出、失效和恢復(fù)事件發(fā)送給構(gòu)件管理模塊，其中，節(jié)點(diǎn)加入事件是指為構(gòu)件添加一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)退出事件是指為構(gòu)件撤銷一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)失效事件是指構(gòu)件的一個(gè)處理節(jié)點(diǎn)不可用；節(jié)點(diǎn)蘇醒事件是指構(gòu)件一個(gè)不可用處理節(jié)點(diǎn)恢復(fù)可用。
2.一種面向構(gòu)件的混合型云操作系統(tǒng)的通信方法，其特征在于，包括高可用構(gòu)件集群通信方法和水平伸縮構(gòu)件集群通信方法，其中: 高可用構(gòu)件集群通信方法，是構(gòu)件管理模塊為每個(gè)構(gòu)件集群建立一個(gè)讀寫分離隊(duì)列組，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步將構(gòu)件的服務(wù)類型區(qū)分為冪等或非冪，路由器根據(jù)服務(wù)類型進(jìn)行路由，非冪操作發(fā)送到唯一的寫隊(duì)列，冪操作根據(jù)負(fù)載均衡策略發(fā)送到不同的讀隊(duì)列，在此基礎(chǔ)上，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控模塊將處理節(jié)點(diǎn)的加入、退出、失效和恢復(fù)事件發(fā)送給構(gòu)件管理模塊，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步根據(jù)節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)，此方法通過讀寫分離和負(fù)載均衡提高有狀態(tài)構(gòu)件集群的通信性能，根據(jù)節(jié)點(diǎn)變化調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)保障構(gòu)件的高可用性，構(gòu)件管理模塊進(jìn)一步根據(jù)監(jiān)控模塊發(fā)送的節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)，流程如下:1)當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，在隊(duì)列組中為該節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)讀操作隊(duì)列，該節(jié)點(diǎn)向該隊(duì)列訂閱讀操作，并向?qū)懼黝}訂閱寫主題； 2)當(dāng)節(jié)點(diǎn)退出時(shí)，刪除該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的讀隊(duì)列，關(guān)閉其對寫主題的訂閱； 3)當(dāng)節(jié)點(diǎn)失效時(shí),停止向該節(jié)點(diǎn)的讀隊(duì)列發(fā)送讀請求,在寫主題中為該節(jié)點(diǎn)保留寫操作； 4)當(dāng)節(jié)點(diǎn)蘇醒時(shí),在寫主題中同步寫操作,恢復(fù)向該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的讀隊(duì)列發(fā)送讀操作請求； 無狀態(tài)集群的負(fù)載均衡方法將操作完全均衡的分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，在有狀態(tài)情況下將造成處理結(jié)果不一致，上述方法通過建立讀寫分離隊(duì)列并針對節(jié)點(diǎn)能力負(fù)載均衡，能夠避免此問題，提高有狀態(tài)構(gòu)件集群的通信性能，并且根據(jù)節(jié)點(diǎn)變化事件調(diào)整隊(duì)列結(jié)構(gòu)保障了有狀態(tài)集群的高可用性； 水平伸縮構(gòu)件集群通信方法，是構(gòu)件管理模塊根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)為構(gòu)件的每個(gè)服務(wù)建立多邊形隊(duì)列結(jié)構(gòu)，按Hash值進(jìn)行二分查找路由，算法效率由遠(yuǎn)小于關(guān)鍵字規(guī)模的Hash分組數(shù)目決定，提高了路由效率，并且在節(jié)點(diǎn)數(shù)發(fā)生變化的情況下只需調(diào)整部分節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)狀態(tài)，提高了動態(tài)伸縮效率，在上述通信方法基礎(chǔ)上，在初始化階段根據(jù)節(jié)點(diǎn)處理能力劃分各節(jié)點(diǎn)所需處理的Hash區(qū)間，形成路由表，實(shí)現(xiàn)按比例分布數(shù)據(jù)狀態(tài)，達(dá)到負(fù)載均衡； 構(gòu)件管理模塊根據(jù)節(jié) 點(diǎn)數(shù)為構(gòu)件的每個(gè)服務(wù)建立多邊形隊(duì)列組，每個(gè)隊(duì)列對應(yīng)一個(gè)Hash值區(qū)間或分組，按Hash值進(jìn)行二分查找路由，路由算法如下: 1)計(jì)算key的Hash值h； 2)初始化分組下限i為1，分組上限j為分組總數(shù)m； 3)重復(fù)； 4)計(jì)算中間分組t=(i+j)/2,查看分組t是否包含h； 5)若h小于當(dāng)前分組下限,更新上限j=t-l； 6)若h大于當(dāng)前分組上限,更新下限i=t+l； 7)否則，返回區(qū)間所在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由； 上述算法相當(dāng)于以分組為節(jié)點(diǎn)做二分查找，復(fù)雜度為O(log2n)，算法的效率由分組數(shù)目決定，由于分組數(shù)目遠(yuǎn)小于關(guān)鍵字規(guī)模，因此提高了路由效率，另外，由于采用了分組策略，因此在節(jié)點(diǎn)數(shù)量發(fā)生變化的情況下只需調(diào)整部分分組的關(guān)鍵字規(guī)模和對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，提高了動態(tài)伸縮效率。
【文檔編號】H04L29/08GK103442049SQ201310367864
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】王恩東, 張東, 劉正偉, 亓開元, 劉俊朋, 郭峰, 劉成平, 高飛, 朱波 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司