[發明專利]一種基于耦合度的微服務在線分配方法與系統

在審

• 申請號: 202010960107.6
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112148484A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 李影;楊勇;王康瑾;張齊勛
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

本發明公布了一種基于耦合度的微服務在線分配方法與系統，通過計算微服務之間的耦合度，對所有微服務進行分組，并將同一組內的微服務分配到同一個硬件節點上，降低網絡通信開銷，縮短請求響應時間，實現基于微服務架構的系統中微服務在線分配的優化；包括獲取請求執行路徑與資源監控數據、根據請求執行路徑計算微服務之間的耦合度、基于耦合度將微服務劃分為不同的微服務分組MicroServPod、基于微服務之間的資源競爭關系將微服務分組劃分為微服務細分組SubMicroServPod、根據每個SubMicroServPod的資源消耗總量將SubMicroServPod在線分配到硬件節點上，實現基于微服務架構的系統中微服務在線分配的優化，縮短服務請求的響應時間，提高服務效率，提升系統運行性能。

技術領域

本發明涉及云計算技術，尤其涉及一種基于耦合度的微服務在線分配方法與系統，實現基于微服務架構的系統中微服務在線分配的優化，縮短服務請求的響應時間，提高服務效率，提升系統運行性能。

背景技術

隨著軟件系統變得越來越龐大與復雜，微服務架構被廣泛應用到軟件系統中。在微服務架構中，軟件系統由多個松耦合的可獨立開發與部署的微服務組成，不同的微服務部署在不同的硬件節點上。用戶發起服務請求，一個服務請求會經過多個不同的微服務的處理，不同的微服務完成不同的計算任務并通過輕量級的網絡協議進行交互，進而共同協作響應系統中的服務請求。微服務架構降低了大型軟件系統開發與維護的難度，使得持續開發和部署成為可能。但由于微服務之間存在復雜的依賴關系，使得微服務之間通過網絡發生頻繁且復雜的相互調用，增加了軟件系統整體的網絡通信成本，進而影響了軟件系統的性能。隨著微服務劃分的粒度越來越細，微服務的數量越來越多，微服務之間的網絡通信成本成為影響微服務架構軟件系統性能的主要因素之一。

為了解決微服務之間因巨大的網絡通信成本導致的系統性能下降的問題，現有的工作通常基于專家知識或根據人工配置規則等靜態方式將相互依賴的微服務分配在相同或相近的節點上，通過降低相互依賴的微服務之間的網絡通信延遲，縮短軟件系統中服務的請求響應時間，進而提升軟件系統的性能。但這種方式存在著明顯的不足。首先，準確的專家知識在新系統未部署運行之前通常是難以獲得的。另一方面，人工配置大量微服務的規則耗時耗力且容易出錯；其次，靜態配置微服務的規則無法滿足微服務架構動態變化的需求。在大規模微服務架構中，隨著業務的需求及負載的變化不斷會有新的微服務加入，原有的微服務也會持續地進行變更與升級，靜態配置微服務的規則無法對這種變化作出及時的響應。除此之外，相互依賴的微服務之間也會存在對硬件資源的競爭關系。而現有技術往往忽略了同一節點上相互依賴的微服務之間對硬件資源的競爭關系，進而使得同一節點上的微服務因資源競爭而導致服務效率不高，系統性能下降。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基于耦合度的微服務在線分配方法與系統，基于微服務之間的依賴與資源競爭關系對所有的微服務進行分組，并將同一組內的微服務分配到同一個硬件節點上，進而降低頻繁交互的微服務之間網絡通信引起的開銷，縮短系統中服務請求的響應時間，實現基于微服務架構的系統中微服務在線分配的優化，提高服務效率，提升系統運行性能。

本發明提供的技術方案是：

一種基于耦合度的微服務在線分配方法與系統，包括獲取請求執行路徑與資源監控數據，根據請求執行路徑計算微服務之間的耦合度，基于耦合度將所有微服務劃分到不同的MicroServPod(微服務分組)中，基于微服務之間的資源競爭關系將微服務分組劃分為SubMicroServPod(微服務細分組)，根據每個SubMicroServPod的資源消耗總量制定分配策略，據此將SubMicroServPod在線分配到某個節點上。具體包括如下步驟：

1)獲取請求執行路徑與資源監控數據；

從目標軟件系統中獲取請求執行路徑與資源監控的過程具體是：

利用分布式追蹤技術，捕獲由多個微服務組成的軟件系統端到端處理服務請求的過程(即生成請求執行路徑)；