[發明專利]一種基于QoS的微服務動態編排方法

有效

• 申請號: 202110051791.0
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112769942B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 熊安萍;劉卓凡;蔣溢
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L67/51
• 分類號: H04L67/51;H04L41/50
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 盧勝斌

1.一種基于QoS的微服務動態編排方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、基于工作流對QoS的全局約束進行分解得到局部約束，選擇符合局部約束的服務實例構成候選服務集合；

S2、使用效益函數獲取工作流中節點的最優候選服務集合，實時監控并獲取工作流節點的QoS屬性，動態調整工作流節點的QoS約束；動態調整工作流節點的QoS約束具體包括：

獲取待執行節點的候選服務集實例各個QoS屬性的最大值和最小值，并對服務實例的QoS屬性進行歸一化處理；

對QoS屬性權重初始化，并根據歸一化QoS屬性值和權重構建服務選擇綜合效益函數，選取效益最優的服務實例執行；

判斷實時監控節點服務實例執行是否滿足QoS局部約束，對于不滿足約束條件的服務，獲取后繼工作流的期望約束和實際剩余約束差值并重新分配后繼工作流局部約束；

后繼節點根據重新分配的局部約束，重新篩選節點的可用候選服務，并依據節點在局部約束下是否有可用服務，判斷后繼工作流是否能夠進行編排；

S3、計算后繼工作流QoS屬性的約束緊迫度，調整后繼工作流的效益函數的權重，后繼節點重復S2～S3直到工作流結束；調整后繼工作流的效益函數的權重的過程包括：

根據后繼工作流的實際剩余約束和期望約束在全局約束下的占比差值，計算當前執行狀態下，正向、負向QoS屬性的約束緊迫度；

根據計算的約束緊迫度計算優先級，約束緊迫度越高，則后繼節點選擇服務實例時，效益函數相應分配的權重越大，在下一步節點服務實例選擇前，調整效益函數中各項QoS屬性的權重，即：

計算調整權重之后的效益函數，并選擇待執行節點當前效益最優的服務實例執行；

其中，Urgency_r表示屬性r的約束緊迫度，表示為：

其中，屬性r包括響應時間rt、成本cost、可靠性rel以及可用性avl；C_r為QoS屬性r的全局約束；diff _r(succ(t_i))為節點t_i后繼工作流在QoS屬性r上的實際執行結果和期望約束間的差值；succ(t_i)為節點t_i的后繼工作流；n為succ(t_i)的節點數量；C_r-actual(t_i)表示后繼工作流succ(t_i)實際剩余約束；節點的QoS屬性包括響應時間、成本、可靠性以及可用性。

2.根據權利要求1所述的一種基于QoS的微服務動態編排方法，其特征在于，獲取任務節點候選服務集的過程包括：

遍歷工作流節點，計算節點候選服務集的各項QoS屬性的值，根據工作流結構，計算不同節點在工作流中全局可分配約束的權重占比，即其全局約束；

根據工作流結構，將全局約束按照節點權重分解為局部約束，其中響應時間、成本的約束為上限約束，低于約束閾值即為符合條件，可用性和可靠性約束為下限約束，高于約束閾值即為符合條件，選擇符合約束條件的服務實例構成候選服務集合，局部約束表示為：

C_r(t_i)＝C_r*W_r-i r∈{rel,avl,cost,rt}；

其中，W_r-i為節點t_i在工作流中全局可分配約束的權重占比，即節點t_i的全局約束；C_r(t_i)為節點t_i的局部約束；C_r為QoS屬性r的全局約束。

3.根據權利要求2所述的一種基于QoS的微服務動態編排方法，其特征在于，根據工作流結構計算不同節點在工作流中全局可分配約束的節點權重W_r-i的過程具體包括：

計算節點t_i的候選服務集的響應時間rt、成本cost、可靠性avl、可用性rel四項QoS屬性均值；

根據工作流的結構計算工作流節點QoS均值的合計值；

根據各節點的QoS屬性均值和工作流節點QoS均值的合計值計算節點t_i在全局工作流中的可分配約束的權重占比。