一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方法，包括：通過IaaS管理平臺(tái)中的虛擬機(jī)監(jiān)控接口來定時(shí)采集監(jiān)控信息，并將其寫入緩存中；分析所述緩存中的監(jiān)控信息；判斷所分析的監(jiān)控信息是否達(dá)到伸縮閾值；在所分析的監(jiān)控信息達(dá)到所述伸縮閾值時(shí)，根據(jù)所述IaaS管理平臺(tái)中預(yù)定義的伸縮配額、應(yīng)用中預(yù)定義的伸縮配額以及伸縮策略來調(diào)用所述IaaS管理平臺(tái)中的伸縮接口來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)；以及通過所述IaaS管理平臺(tái)中的命令執(zhí)行接口來完成應(yīng)用和負(fù)載平衡的配置。本發(fā)明還公開了一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)。
【專利說明】一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計(jì)算領(lǐng)域，特別地，涉及云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上采用縱向伸縮方案或橫向伸縮方案來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。具體來說，縱向伸縮通過增加單臺(tái)物理設(shè)備的性能來提升服務(wù)能力，例如提升物理設(shè)備的CPU、內(nèi)存以及網(wǎng)卡帶寬等。這樣的服務(wù)能力提升，往往需要物理設(shè)備進(jìn)行停機(jī)維護(hù)，因此業(yè)務(wù)中斷將無法避免。其次，物理設(shè)備性能提升是有極限瓶頸的，例如一臺(tái)物理設(shè)備支持的CPU個(gè)數(shù)以及內(nèi)存數(shù)受限于技術(shù)的成熟度。
[0003]傳統(tǒng)上的橫向擴(kuò)展過程，一般都是通過采購和部署新的硬件設(shè)施來實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)決策和執(zhí)行過程往往是以星期為單位，效率很低。另外也可能存在計(jì)劃外的并發(fā)請(qǐng)求突然增加，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓的情況，為防備這種情況的出現(xiàn)，就需要增加更多的備用計(jì)算節(jié)點(diǎn)，造成硬件資源的大量浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方法，包括:通過IaaS管理平臺(tái)中的虛擬機(jī)監(jiān)控接口來定時(shí)采集監(jiān)控信息，并將其寫入緩存中；分析所述緩存中的監(jiān)控信息；判斷所分析的監(jiān)控信息是否達(dá)到伸縮閾值；在所分析的監(jiān)控信息達(dá)到所述伸縮閾值時(shí)，根據(jù)所述IaaS管理平臺(tái)中預(yù)定義的伸縮配額、應(yīng)用中預(yù)定義的伸縮配額以及伸縮策略來調(diào)用所述IaaS管理平臺(tái)中的伸縮接口來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)；以及通過所述IaaS管理平臺(tái)中的命令執(zhí)行接口來完成應(yīng)用和負(fù)載平衡的配置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，包括=IaaS管理平臺(tái)和應(yīng)用，其中，所述IaaS管理平臺(tái)包含用于根據(jù)虛擬機(jī)的IP地址來獲取該虛擬機(jī)的運(yùn)行信息的虛擬機(jī)監(jiān)控接口、用于創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)的伸縮接口以及命令執(zhí)行接口 ；以及所述應(yīng)用包含應(yīng)用伸縮管理模塊，所述應(yīng)用伸縮管理模塊含有如下功能單元:監(jiān)控單元，用于通過所述IaaS管理平臺(tái)中的所述虛擬機(jī)監(jiān)控接口來定時(shí)采集監(jiān)控信息，并將其寫入緩存中；分析單元，用于分析所述緩存中的監(jiān)控信息；判斷單元，用于判斷所分析的監(jiān)控信息是否達(dá)到伸縮閾值；伸縮單元，用于在所分析的監(jiān)控信息達(dá)到所述伸縮閾值時(shí)，根據(jù)所述IaaS管理平臺(tái)中預(yù)定義的伸縮配額、應(yīng)用中預(yù)定義的伸縮配額以及伸縮策略來調(diào)用所述IaaS管理平臺(tái)中的所述伸縮接口來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)；以及配置單元，用于通過所述IaaS管理平臺(tái)中的所述命令執(zhí)行接口來完成應(yīng)用和負(fù)載平衡的配置。
[0006]在上述自動(dòng)伸縮系統(tǒng)中，所述IaaS管理平臺(tái)還包含用于查詢伸縮任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果的任務(wù)查詢接口。
[0007]在上述自動(dòng)伸縮系統(tǒng)中，所述IaaS管理平臺(tái)還包含配額管理模塊，用于提供預(yù)定義的伸縮配額。
[0008]在上述自動(dòng)伸縮系統(tǒng)中，所述應(yīng)用伸縮管理模塊還含有:伸縮配額單元，用于對(duì)進(jìn)行伸縮的虛擬機(jī)的數(shù)量進(jìn)行控制；以及伸縮策略單元，用于提供伸縮策略和/或算法，其中，所述伸縮單元根據(jù)所述伸縮配額單元提供的預(yù)定義的伸縮配額以及所述伸縮策略單元提供的伸縮策略來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)。
[0009]在上述自動(dòng)伸縮系統(tǒng)中，所述應(yīng)用伸縮管理模塊還含有:執(zhí)行單元，用于使虛擬機(jī)執(zhí)行用戶下發(fā)的命令。
[0010]在上述自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，其中，所述虛擬機(jī)監(jiān)控接口是面向用戶的監(jiān)控接口。
[0011]采用上述自動(dòng)伸縮方案，可提供根據(jù)應(yīng)用服務(wù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況進(jìn)行服務(wù)能力的擴(kuò)展伸縮能力。并且，本發(fā)明所述的自動(dòng)伸縮服務(wù)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化流程，便于管理與應(yīng)用。此外，本發(fā)明所述的自動(dòng)伸縮方案由于與云環(huán)境下的虛擬化技術(shù)完美整合，可做到在充分利用資源的情況下(計(jì)算資源不專門閑置備用、動(dòng)態(tài)配置)快速完成服務(wù)能力的自動(dòng)擴(kuò)展，大大降低了應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的響應(yīng)速度與能力，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]在參照附圖閱讀了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】以后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更清楚地了解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是:這些附圖僅僅用于配合【具體實(shí)施方式】說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。
[0013]圖1示出支持負(fù)載均衡和橫向擴(kuò)展的Java Web應(yīng)用架構(gòu)；
[0014]圖2是對(duì)圖1所述的應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行橫向擴(kuò)展的示意圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)伸縮方法的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面介紹的是本發(fā)明的多個(gè)可能實(shí)施例中的一些，旨在提供對(duì)本發(fā)明的基本了解，并不旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下【具體實(shí)施方式】以及附圖僅是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。
[0018]在接下來的具體描述中會(huì)多次提到“IaaS管理平臺(tái)”。在本發(fā)明的上下文中，
“IaaS”是指云計(jì)算平臺(tái)的最底層-1T基礎(chǔ)設(shè)施，即Infrastructure as a Service。月艮務(wù)提供商將IT基礎(chǔ)設(shè)施(包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、操作系統(tǒng))虛擬化后變成一種程序可管理的虛擬資源，通過網(wǎng)絡(luò)為用戶提供計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)?！癐aaS管理平臺(tái)”的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在云計(jì)算環(huán)境中將數(shù)據(jù)中心所有服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集中統(tǒng)一管理，通過模版配置和動(dòng)態(tài)調(diào)整等功能為用戶提供整合的、高可用性的、可快速部署使用的IT基礎(chǔ)設(shè)施。因此該平臺(tái)具備云資源管理能力，尤其包括虛擬機(jī)生命周期管理(創(chuàng)建、刪除、停止、關(guān)機(jī)等)，同時(shí)也具備將其管理能力形成服務(wù)對(duì)外提供。
[0019]為提高應(yīng)用系統(tǒng)在高并發(fā)請(qǐng)求場景下的可用性，一般要采取支持負(fù)載均衡和橫向擴(kuò)展的應(yīng)用部署架構(gòu)模式，以典型的Java Web應(yīng)用為例，如圖1所示，其通過專業(yè)的負(fù)載均衡器F5(其高負(fù)載性由其產(chǎn)品自身保證，本說明書不詳細(xì)展開)，將外部請(qǐng)求分發(fā)至反向代理層，反向代理再對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行二次分發(fā)，將其分發(fā)至應(yīng)用處理層，每個(gè)層次都不存在單點(diǎn)故障，該部署架構(gòu)大大提高了系統(tǒng)的可用性。
[0020]當(dāng)外部的并發(fā)請(qǐng)求量越來越大時(shí)，通過對(duì)上述架構(gòu)進(jìn)行橫向擴(kuò)展，增加不同層次的處理節(jié)點(diǎn)，將增加的請(qǐng)求負(fù)載轉(zhuǎn)移到新的處理節(jié)點(diǎn)上，以保證可用性不變，如圖2所示。
[0021]在云計(jì)算環(huán)境中，大量的計(jì)算能力通過虛擬化技術(shù)進(jìn)行資源池化，并例如以虛擬機(jī)的形式對(duì)外提供服務(wù)。由于虛擬機(jī)本質(zhì)以物理設(shè)備的文件形式存在，其具有高效的管理性，便于動(dòng)態(tài)生成與刪除。因此基于以上特征，云計(jì)算環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮能力具有先天的優(yōu)勢(shì)。
[0022]不過由于應(yīng)用場景多種多樣，IaaS管理平臺(tái)無法獨(dú)立完成整個(gè)自動(dòng)伸縮過程。因此在云計(jì)算環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮需要IaaS管理平臺(tái)和應(yīng)用兩部分組合實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提出在IaaS管理平臺(tái)側(cè)提供監(jiān)控、伸縮、腳本執(zhí)行等基礎(chǔ)能力，而在應(yīng)用側(cè)開發(fā)自己的伸縮處理模塊，調(diào)用IaaS管理平臺(tái)的相應(yīng)接口，來完成整個(gè)伸縮過程，如圖3所示。
[0023]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括了 IaaS管理平臺(tái)和應(yīng)用伸縮管理模塊。其中，IaaS管理平臺(tái)提供以下能力和接口:
[0024]虛擬機(jī)監(jiān)控接口:該接口是面向用戶的接口，可根據(jù)指定虛擬機(jī)(VM)的ip，獲取該虛擬機(jī)的運(yùn)行信息，包括CPU、內(nèi)存、1等。在一個(gè)實(shí)施例中，該接口不提供遠(yuǎn)程調(diào)用方式，而是只提供本地jar包，應(yīng)用方只需要調(diào)用該包中穩(wěn)定的監(jiān)控接口即可。
[0025]伸縮接口:該接口可以創(chuàng)建擴(kuò)展虛擬機(jī)(伸)或者移除虛擬機(jī)(縮)。
[0026]任務(wù)查詢接口:伸縮任務(wù)需要長時(shí)間運(yùn)行，因此設(shè)計(jì)為異步模式，通過該接口可查詢伸縮任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。
[0027]命令執(zhí)行接口:這個(gè)接口其實(shí)是一系列接口，包括執(zhí)行虛擬機(jī)內(nèi)部腳本的接口，變更F5配置的接口等。
[0028]伸縮服務(wù)開通和配額管理:在云平臺(tái)管理員為應(yīng)用方開通自動(dòng)伸縮服務(wù)，指定伸縮配額，業(yè)務(wù)區(qū)，網(wǎng)段等信息后，應(yīng)用才可以調(diào)用伸縮接口實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮功能。
[0029]圖3所示的應(yīng)用伸縮管理模塊包含如下的功能單元:
[0030]監(jiān)控采集和監(jiān)控緩存:定時(shí)調(diào)用云平臺(tái)提供的jar包對(duì)己方虛擬機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，保存本系統(tǒng)關(guān)心的監(jiān)控信息作為伸縮依據(jù)。應(yīng)用方需要根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)設(shè)定采集頻率和緩存數(shù)據(jù)有效期。
[0031]伸縮配額和伸縮策略:伸縮配額是指伸縮虛擬機(jī)的數(shù)量控制，應(yīng)用方也需要在自己的系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，防止過度調(diào)用云平臺(tái)伸縮接口而被禁用服務(wù)。伸縮策略是指伸縮的算法依據(jù)，可以設(shè)計(jì)地非常靈活，也可以僅僅為幾個(gè)參數(shù)，比如多長時(shí)間段的CPU占用率均值大于多少就進(jìn)行“伸”。
[0032]伸縮決策:以監(jiān)控緩存和伸縮策略、配額為依據(jù)，對(duì)是否伸縮進(jìn)行決策。如果答案是肯定的，就調(diào)用云平臺(tái)的伸縮接口發(fā)起伸縮指令，由于該指令是異步執(zhí)行的，所以還需要定時(shí)調(diào)用任務(wù)查詢接口來判斷伸縮是否成功。
[0033]應(yīng)用和負(fù)載均衡配置:虛擬機(jī)層次伸縮成功后，還需要調(diào)用接口對(duì)應(yīng)用服務(wù)器和負(fù)載均衡等進(jìn)行各種配置。
[0034]虛擬機(jī)內(nèi)部的配置腳本:云平臺(tái)僅提供虛擬機(jī)內(nèi)部的腳本調(diào)用接口，腳本本身的實(shí)現(xiàn)還需要應(yīng)用方自己來完成，主要包括應(yīng)用服務(wù)器配置，應(yīng)用配置，反向代理配置等。
[0035]圖4示出了一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方法。該方法包括:通過IaaS管理平臺(tái)中的虛擬機(jī)監(jiān)控接口來定時(shí)采集監(jiān)控信息，并將其寫入緩存中；分析緩存中的監(jiān)控信息；判斷所分析的監(jiān)控信息是否達(dá)到伸縮閾值；在所分析的監(jiān)控信息達(dá)到伸縮閾值時(shí)，根據(jù)IaaS管理平臺(tái)中預(yù)定義的伸縮配額、應(yīng)用中預(yù)定義的伸縮配額以及伸縮策略來調(diào)用IaaS管理平臺(tái)中的伸縮接口來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)；以及通過IaaS管理平臺(tái)中的命令執(zhí)行接口來完成應(yīng)用和負(fù)載平衡的配置。
[0036]綜上所述，本發(fā)明提出了一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方案，該方案分別由云環(huán)境下IaaS管理平臺(tái)能力接口以及應(yīng)用的伸縮管理模塊兩部分組成。其中，IaaS管理平臺(tái)能力接口包括VM監(jiān)控接口、VM伸縮接口、任務(wù)查詢接口、命令執(zhí)行接口和伸縮服務(wù)開通和配額管理；伸縮管理模塊包括監(jiān)控采集和監(jiān)控緩存、伸縮配額和伸縮策略、伸縮決策、應(yīng)用和負(fù)載均衡配置和虛擬機(jī)內(nèi)部的配置腳本。在利用IaaS管理平臺(tái)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、刪除虛擬機(jī)能力以及實(shí)時(shí)監(jiān)控能力的基礎(chǔ)上，應(yīng)用可全自動(dòng)化地快速完成服務(wù)能力的自動(dòng)擴(kuò)展，從而大大降低了應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的響應(yīng)速度與能力，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。
[0037]上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮方法，包括: 通過IaaS管理平臺(tái)中的虛擬機(jī)監(jiān)控接口來定時(shí)采集監(jiān)控信息，并將其寫入緩存中； 分析所述緩存中的監(jiān)控信息； 判斷所分析的監(jiān)控信息是否達(dá)到伸縮閾值； 在所分析的監(jiān)控信息達(dá)到所述伸縮閾值時(shí)，根據(jù)所述IaaS管理平臺(tái)中預(yù)定義的伸縮配額、應(yīng)用中預(yù)定義的伸縮配額以及伸縮策略來調(diào)用所述IaaS管理平臺(tái)中的伸縮接口來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)；以及 通過所述IaaS管理平臺(tái)中的命令執(zhí)行接口來完成應(yīng)用和負(fù)載平衡的配置。
2.—種云計(jì)算環(huán)境下的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，包括=IaaS管理平臺(tái)和應(yīng)用，其特征在于， 所述IaaS管理平臺(tái)包含用于根據(jù)虛擬機(jī)的IP地址來獲取該虛擬機(jī)的運(yùn)行信息的虛擬機(jī)監(jiān)控接口、用于創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)的伸縮接口以及命令執(zhí)行接口 ；以及 所述應(yīng)用包含應(yīng)用伸縮管理模塊，所述應(yīng)用伸縮管理模塊含有如下功能單元: 監(jiān)控單元，用于通過所述IaaS管理平臺(tái)中的所述虛擬機(jī)監(jiān)控接口來定時(shí)采集監(jiān)控信息，并將其寫入緩存中； 分析單元，用于分析所述緩存中的監(jiān)控信息； 判斷單元，用于判斷所分析的監(jiān)控信息是否達(dá)到伸縮閾值； 伸縮單元，用于在所分析的監(jiān)控信息達(dá)到所述伸縮閾值時(shí)，根據(jù)所述IaaS管理平臺(tái)中預(yù)定義的伸縮配額、應(yīng)用中預(yù)定義的伸縮配額以及伸縮策略來調(diào)用所述IaaS管理平臺(tái)中的所述伸縮接口來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)；以及 配置單元，用于通過所述IaaS管理平臺(tái)中的所述命令執(zhí)行接口來完成應(yīng)用和負(fù)載平衡的配置。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，其中，所述IaaS管理平臺(tái)還包含用于查詢伸縮任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果的任務(wù)查詢接口。
4.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，其中，所述IaaS管理平臺(tái)還包含配額管理模塊，用于提供預(yù)定義的伸縮配額。
5.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，其中，所述應(yīng)用伸縮管理模塊還含有: 伸縮配額單元，用于對(duì)進(jìn)行伸縮的虛擬機(jī)的數(shù)量進(jìn)行控制；以及 伸縮策略單元，用于提供伸縮策略和/或算法，其中，所述伸縮單元根據(jù)所述伸縮配額單元提供的預(yù)定義的伸縮配額以及所述伸縮策略單元提供的伸縮策略來創(chuàng)建或移除虛擬機(jī)。
6.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，其中，所述應(yīng)用伸縮管理模塊還含有:執(zhí)行單元，用于使虛擬機(jī)執(zhí)行用戶下發(fā)的命令。
7.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)伸縮系統(tǒng)，其中，所述虛擬機(jī)監(jiān)控接口是面向用戶的監(jiān)控接口。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK104243537SQ201310252971
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】祖立軍, 于鑣, 才華, 王海冰, 何朔 申請(qǐng)人:中國銀聯(lián)股份有限公司