[發(fā)明專利]融合業(yè)務(wù)預(yù)測與實時負載的兩階段服務(wù)系統(tǒng)負載預(yù)測與均衡方法

有效

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• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102664812A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉士軍;武蕾;狄澤玉;孟祥旭
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軟件服務(wù)系統(tǒng)負載預(yù)測方法，尤其涉及一種融合業(yè)務(wù)預(yù)測與實時負載的兩階段負載預(yù)測與均衡方法。

背景技術(shù)

服務(wù)計算帶來軟件體系結(jié)構(gòu)的重大變革，以面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）、軟件即服務(wù)（SaaS）為典型代表，軟件系統(tǒng)的存在形態(tài)、發(fā)布方式、運行與維護方式都有了本質(zhì)性的改變，促進了軟件體系結(jié)構(gòu)及其理論技術(shù)的發(fā)展。SaaS應(yīng)用系統(tǒng)普遍采用多租戶（multi-tenant）模式，在滿足各租戶性能指標，如持續(xù)服務(wù)、服務(wù)吞吐量、適應(yīng)服務(wù)能力的漲落等要求的同時，作為服務(wù)提供一方，通過服務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)化部署，提高其整體資源利用率，降低成本。這就要求服務(wù)系統(tǒng)能夠適應(yīng)動態(tài)變化和動態(tài)擴展，在滿足用戶需求的前提下兼顧效率，更高效地利用應(yīng)用資源，并能夠最大化不同用戶間的資源共享。由于服務(wù)用戶眾多，在線服務(wù)系統(tǒng)的實時可靠性要求也更高。

目前主流的SaaS應(yīng)用中，最終用戶所使用的是一個只為所用不為所有的虛擬系統(tǒng)，這個“系統(tǒng)”由若干服務(wù)組件組合而成，因此，SaaS應(yīng)用所對應(yīng)組件集合的優(yōu)化部署能力成為提升SaaS應(yīng)用服務(wù)性能與資源使用效率的一個關(guān)鍵。與傳統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)化和可靠性保障不同，通過服務(wù)組件的動態(tài)遷移，可以實現(xiàn)更為高效的部署，以支持實時、在線服務(wù)系統(tǒng)的運營需求。

服務(wù)遷移是在軟件服務(wù)化趨勢下，針對面向服務(wù)架構(gòu)中基于服務(wù)部署的系統(tǒng)提出的一個新的問題，是指將服務(wù)遷移部署到新的宿主位置，并確保對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的最小負面影響。在動態(tài)、大規(guī)模、需要自動化處理的應(yīng)用環(huán)境中，服務(wù)遷移是一種更為理想的服務(wù)部署方法。通過服務(wù)遷移，可以以較小的遷移代價確保服務(wù)的可用性、性能的可靠性以及服務(wù)能力的擴展需求，從而實現(xiàn)整個服務(wù)系統(tǒng)的靈活性與可擴展性，是確保軟件服務(wù)系統(tǒng)持久高效運營的一種有效策略。

服務(wù)遷移從類型上可以分為離線遷移和在線遷移；從服務(wù)狀態(tài)保持上又可以分為有狀態(tài)遷移和無狀態(tài)遷移兩種；在遷移的實現(xiàn)上，有自動遷移，半自動遷移與手動遷移等多種不同的方式。

離線遷移是指將服務(wù)轉(zhuǎn)移到重新配置的位置并重新啟動。在遷移的過程中需要暫停或中止當前的服務(wù)，因此離線遷移不可避免的會干擾正常商務(wù)系統(tǒng)的運行，從而造成服務(wù)中斷和服務(wù)質(zhì)量的下降；另外，多租戶服務(wù)系統(tǒng)運行時的訪問和業(yè)務(wù)負載彈性大，由于負載波動造成的暫時性服務(wù)系統(tǒng)性能下降或能力不足問題非常普遍，如果頻繁的中止服務(wù)進行遷移，勢必造成系統(tǒng)可用性的下降。

所以，離線遷移并不適合目前SaaS服務(wù)系統(tǒng)的運營需求，需要采用在線遷移的方法，確保遷移過程對用戶的透明性，不干擾用戶業(yè)務(wù)的執(zhí)行；其中，遷移時機和遷移路線的選擇，也是遷移有效與否的重要因素，需要結(jié)合服務(wù)負載情況制定良好的遷移策略。遷移過程是服務(wù)宿主環(huán)境的變化，會對當前服務(wù)上下文產(chǎn)生影響，無狀態(tài)的服務(wù)遷移由于不需要考慮之前服務(wù)的內(nèi)容，相對較簡單。但實際業(yè)務(wù)應(yīng)用中，大量使用的是有狀態(tài)的服務(wù)遷移，需要確保遷移前后服務(wù)上下文的一致性，從而使服務(wù)的執(zhí)行不受影響；但由于服務(wù)本身的松散耦合、異構(gòu)、分布等特點使得狀態(tài)的表達、轉(zhuǎn)移和保持變得非常困難。

手動遷移需要人工做出判斷，在管理員的干預(yù)下，啟動遷移程序，完成服務(wù)到新的宿主位置的遷移；半自動遷移則可以依靠指標的評價，自動的做出遷移決策，發(fā)出遷移指令，并由管理員完成遷移的操作；而自動遷移則是根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的遷移策略或者負載變化，實時響應(yīng)遷移需求，并自動的完成遷移工作。

服務(wù)遷移時需要綜合考慮服務(wù)實例、狀態(tài)表示、數(shù)據(jù)等諸多方面的因素，一旦出現(xiàn)反復(fù)的遷移操作，即遷移抖動問題，會帶來比較大的系統(tǒng)開銷。