面向海量微服务的高可用服务注册中心的研究与实现

发布时间：2020-10-21 15:53

　　 随着移动互联网的快速普及和覆盖率迅速提高,传统的单体软件架构已经难以满足互联网公司的快速扩张,越来越多的互联网公司采用了微服务架构。不断扩张的业务让公司的微服务数量急剧增加。然而,目前主流的开源服务注册中心面对海量微服务并不是十分适用,如ZooKeeper确保了集群的强一致性而牺牲了一定的可用性,Eureka在面对海量微服务时甚至会影响到服务消费者。因此,如何设计实现一个面向海量微服务的高可用的服务注册中心具有一定的研究价值和现实意义。本文基于海量微服务的应用场景,首先介绍了服务注册中心的基本特点,并且研究分析了其对于高可用性和强一致性的取舍。然后,本文在Eureka的基础上进行改进,提出了一个面向海量微服务的高可用服务注册中心HASR(High Availability Service Registry for Massive Microservices)。HASR通过分片技术解决了服务注册中心面向海量微服务时遇到的单机性能瓶颈,并且增加地址管理端以便服务注册中心可以动态扩缩容。HASR通过服务端节点分层解决了扩容后性能提升不明显的问题。服务端分为存储层和缓存层,写请求只在存储层各节点间转发。HASR修改了客户端获取服务地址的方式,减少客户端不必要的内存开销。HASR用长轮询实现了更新推送,提高了服务更新的及时性。为了提高HASR的可用性和性能,本文对HASR进行了三点优化。第一,为防止服务注册中心不可用而影响到现有服务间的调用,本文在HASR客户端引入了磁盘存储功能。第二,为了减少频繁开关连接带来的不必要消耗,本文采用长连接的方式优化了服务节点间通信方式。第三,本文提出了一种改进的负载均衡算法LB-HASR,LB-HASR选取响应时间和负载率作为关键指标,在主流的多机房异构节点的部署场景中能取得更好的负载效果。最后,本文对HASR进行了可用性、性能、扩展性和负载均衡四个方面的测试和分析。测试结果表明,在海量微服务的场景下,HASR比当前主流的高可用服务注册中心Eureka具有更高的可用性、更好的性能和扩展性,而且在多机房异构集群中,LB-HASR比Eureka常用的负载均衡算法BAR(Best Available Rule)和WRTR(Weighted Response Time Rule)的负载效果更好。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：F274;TP393.09
【部分图文】：

采用 5 台服务器构成服务注册中心集群，由于 HASR 服务端需要分务器，其中 2 个存储层节点，3 个缓存层节点，每个代理节点管理测试的所有节点均为东京节点。每台服务器配置如表 5-1。本实验致性服务注册中心 ZooKeeper 进行对比。表 5-1 服务器配置具体配置CPU 单核 1G Hz内存 1024MB磁盘 25G SSD操作系统 CentOS6 x64ZooKeeper R3.4.9，分别在 ZooKeeper 和 HASR 注册一个简单的 Hello 服务，具体代码

ZooKeeper注册报错

图 5-4 内存使用率变化图5.3.3 服务注册中心不可用本节测试服务注册中心不可用时，已有的服务之间的调用是否会受到影响。本次实验采用 5.3.1 中的服务器配置和部署结构。本次测试通过关闭整个服务注册中心，分别测试 HASR 和 Eureka 的可用性。首先，分别在 HASR 和 Eureka 上注册 Hello 服务，让两边的消费者每 5 秒钟循环调用 Hello 服务。一段时间后，将整个服务注册中心关闭，这时两边的消费者仍然能够正常调用 Hello 服务，这是因为两边都存在本地缓存。此时，重新部署两边的消费者，发现 Eureka 的消费者无法正常调用 Hello 服务，报错如图 5-5，表示无法连接到服务注册中心，而 HASR 的消费者依旧能正常运行。0101 0 0 0 4 0 0 0 8 0 0 0 1 2 0 0 0 1 6 0 0 0服务数量(个)
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 巴子言;吴军;马严;;基于虚节点的一致性哈希算法的优化[J];软件;2014年12期

2 谢彬;崔凯;;数据异地容灾的实现[J];网络安全技术与应用;2014年02期

相关硕士学位论文 前1条

1 何荣祥;面向移动用户的高可用服务器架构设计[D];哈尔滨工业大学;2017年

本文编号：2850320