基于SOA架构的分布式服务化治理方案的研究

发布时间：2017-10-29 18:20

  本文关键词：基于SOA架构的分布式服务化治理方案的研究

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【摘要】：近年来,网站为了应对日益快速的业务发展、日益递增的访问流量,如何设计出一个高性能、高可用、高稳定且可伸缩的网站架构逐渐成为当今互联网领域研究的热点。通过对网站架构演变过程的研究发现,网站架构将会逐步从集中式转向分布式应用架构。而分布式应用架构的核心思想之一就是通过增加服务层来提高系统性能,降低应用间耦合性,减少开发和维护成本。基于SOA架构的分布式服务化治理框架就是引入服务层的重要手段。然而,目前业界成熟的服务治理框架较少,且大部分没有开源,难以定制化使用。因此,设计一个通用的分布式服务治理框架,为打造高可靠、高性能的分布式应用架构提供支持具有重要意义。本文依据SOA架构模型,以分布式服务治理框架为研究对象,从服务注册中心组件、服务远程调用组件、服务治理组件、服务路由和负载均衡算法等方面进行研究,并通过实验对其性能进行了多方面验证。本文的主要研究成果如下:(1)对现有服务注册和订阅方法进行研究,设计的注册中心不仅能够进行服务发布和订阅,还增加了服务自动聚合和上下线感知功能,提高了服务层的稳定性和横向扩展性。(2)设计服务远程调用组件的过程中,网络层提出了采用异步非阻塞通信模型和基于Reactor线程模型结合的方式来提升网络通信性能;应用层设计了一款自定义RPC协议来提高消息编码、解码速率;代理层通过引用JDK动态代理,实现了服务治理框架的简单易用、对应用侵入性较少。(3)通过对服务的不同优先级、不同响应速率等特征的分析,构建出一套服务路由策略模型,实现了对服务流量的规划和服务调用的隔离。(4)对传统负载均衡算法进行研究,结合分布式服务特性,提出了一种自定义的负载均衡算法——LCA算法,并通过实验验证该算法的可行性、正确性和有效性。(5)提出了访问控制和流量控制等服务治理手段,保证了分布式系统的服务层在某些极端场景下的稳定性。
【关键词】：分布式服务化 SOA 注册中心 远程调用 服务治理 负载均衡
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.092
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文的主要工作12-13
• 1.4 论文的创新点13-14
• 1.5 论文的组织结构14-15
• 第二章 分布式服务关键技术的研究15-29
• 2.1 基于SOA架构的分布式服务概述15-17
• 2.1.1 面向服务架构的定义15-16
• 2.1.2 面向服务架构模型的构建16
• 2.1.3 面向服务架构与分布式服务的关系16-17
• 2.2 远程过程调用(RPC)17-20
• 2.2.1 远程过程调用的工作原理17-18
• 2.2.2 远程过程调用的参数传递方法18-19
• 2.2.3 远程过程调用的调用方式19-20
• 2.3 网络通信机制20-26
• 2.3.1 网络通信的对象编解码方案20-22
• 2.3.2 网络通信的I/O实现方式22-25
• 2.3.3 网络通信的多线程模型25-26
• 2.4 服务路由与负载均衡26-28
• 2.4.1 服务路由机制26-27
• 2.4.2 负载均衡机制27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 分布式服务注册中心的研究29-39
• 3.1 分布式服务注册中心的架构设计29-30
• 3.1.1 注册中心的架构概述29-30
• 3.1.2 注册中心的功能职责30
• 3.2 注册中心服务管理的数据模型30-31
• 3.3 分布式服务的发布和订阅过程31-35
• 3.3.1 服务语义描述文件定义31
• 3.3.2 分布式服务发布过程31-33
• 3.3.3 分布式服务订阅过程33-35
• 3.4 服务自动聚合功能设计35-36
• 3.4.1 服务自动聚合实现方法35-36
• 3.4.2 数据正确性和聚合性能保证36
• 3.5 服务上下线感知功能设计36-38
• 3.5.1 通过连接模块实现感知37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 分布式服务远程调用的研究39-53
• 4.1 分布式服务远程调用的架构设计39-40
• 4.1.1 远程调用组件的架构概述39
• 4.1.2 服务远程调用组件分层模型39-40
• 4.2 网络层设计与实现40-45
• 4.2.1 网络通信模型设计40-43
• 4.2.2 线程模型设计43-45
• 4.3 应用层设计与实现45-47
• 4.3.1 应用层协议设计45-46
• 4.3.2 对象编解码器设计46-47
• 4.4 代理层设计与实现47-49
• 4.4.1 引入JDK动态代理47-49
• 4.5 服务治理组件设计与实现49-52
• 4.5.1 服务流量控制设计50-51
• 4.5.2 服务访问控制设计51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 分布式服务路由与负载均衡的研究53-64
• 5.1 分布式服务路由规则设计53-57
• 5.1.1 接口路由设计53-54
• 5.1.2 方法路由设计54-55
• 5.1.3 参数路由设计55-57
• 5.2 分布式服务负载均衡设计57-63
• 5.2.1 一致性哈希算法57-59
• 5.2.2 最少并发数算法59-61
• 5.2.3 LCA负载均衡算法61-63
• 5.3 本章小结63-64
• 第六章 仿真实验与结果分析64-72
• 6.1 实验环境准备64
• 6.2 分布式服务注册中心性能测试64-66
• 6.2.1 单机挂载订阅者能力评估64-66
• 6.3 服务远程调用组件性能测试66-69
• 6.3.1 并发场景服务调用性能测试66-67
• 6.3.2 自定义RPC协议性能测试67-69
• 6.4 LCA算法负载均衡效果测试69-71
• 6.4.1 时间段内负载均衡的效果69
• 6.4.2 时间变化对负载均衡的影响69-70
• 6.4.3 波动因子对负载均衡的影响70-71
• 6.5 本章小结71-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 总结72-73
• 7.2 展望73-74
• 参考文献74-77
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文77-78
• 致谢78

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本文编号：1114135