基于Docker-Swarm的微服務(wù)管理技術(shù)研究與實現(xiàn)

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1、工程碩士學(xué)位論文基于Docker-Swarm的微服務(wù)管理技術(shù)研究與實現(xiàn)作者姓名吳杰楚學(xué)科專業(yè)軟件工程指導(dǎo)教師李東教授校外指導(dǎo)教師袁峰高級工程師所在學(xué)院軟件學(xué)院論文提交日期2018年5月ResearchandImplementationofManagementTechnologiesofMicro-ServiceBasedonDockerandSwarmADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuJieChuSupervisor：Prof.LiDongSenio

2、rEngineerYuanFengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：TP3學(xué)校代號：10561學(xué)號：201621034942華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于Docker-Swarm的微服務(wù)管理技術(shù)研究與實現(xiàn)作者姓名：吳杰楚指導(dǎo)教師姓名、職稱：李東教授、袁峰高級工程師申請學(xué)位級別：工程碩士工程領(lǐng)域名稱：軟件工程論文形式：?產(chǎn)品研發(fā)工程設(shè)計?應(yīng)用研究?工程/項目管理?調(diào)研報告研究方向：軟件工程技術(shù)論文提交日期：2018年5月28日論文答辯日期：2018年6月1日學(xué)

3、位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：陳澤琳委員：李東、李引、方瓊、徐楊摘要隨著系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能需求爆炸式地增長，傳統(tǒng)的單體架構(gòu)和分布式架構(gòu)使得企業(yè)應(yīng)用服務(wù)變得繁重復(fù)雜，增量式地加大開發(fā)、測試以及維護上的成本。微服務(wù)架構(gòu)旨在將單體式的應(yīng)用服務(wù)拆分成多個細粒度的、職能明確、平臺獨立、維護簡單、耦合度低的服務(wù)，能夠有效的解決單體架構(gòu)的問題。隨著云計算技術(shù)的完善成熟，人們更加傾向?qū)?yīng)用服務(wù)部署到便利的云平臺上，而且隨著Docker容器技術(shù)的迅猛發(fā)展以及分布式應(yīng)用開發(fā)解決方案SpringCloud的不斷完善

4、，推動了微服務(wù)架構(gòu)走向現(xiàn)實應(yīng)用。在這背景下，如何對成千上萬的微服務(wù)進行有效地定義、部署、管理、監(jiān)控，并進一步對微服務(wù)進行組合，是微服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用所面臨的關(guān)鍵問題。集群的規(guī)模以及容器的資源配置都是用戶提前指定的，隨著集群和容器負載的提升，容器集群編排工具沒有機制檢測集群以及容器是否超負載，這會影響微服務(wù)的可用性。因此，如何根據(jù)容器編排工具實現(xiàn)合理的負載調(diào)度器也是云平臺的另一個關(guān)鍵問題。微服務(wù)劃分是單體架構(gòu)應(yīng)用轉(zhuǎn)換成微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，其中按業(yè)務(wù)劃分是廣受認可的規(guī)范[8]，但是按業(yè)務(wù)去劃分容易因為主觀因素產(chǎn)生多個單體應(yīng)用。

5、因此我們還需要從微服務(wù)粒度的角度去劃分微服務(wù)，但是微服務(wù)的粒度規(guī)范沒有有效的確定方案，因此對微服務(wù)的粒度規(guī)范也是云平臺亟待確定的。針對上述問題，本文基于Openstack的虛擬化技術(shù)和Docker-Swarm提供的集群容器管理技術(shù)實現(xiàn)了一個專門支撐微服務(wù)架構(gòu)的管理平臺：微服務(wù)管理云平臺。該平臺定義了微服務(wù)，實現(xiàn)了容器集群環(huán)境的自動化部署、容器鏡像的自動化制作和管理、微服務(wù)的自動化部署、集群與微服務(wù)的實時監(jiān)控以及微服務(wù)的組合。在此基礎(chǔ)上通過監(jiān)控數(shù)據(jù)對集群以及微服務(wù)進行負載調(diào)度，并使用XGBoost的方法預(yù)測負載，并通過實驗來

6、驗證上述模型以及方法的可靠性；最后設(shè)計了單體架構(gòu)與微服務(wù)架構(gòu)的性能對比模擬實驗驗證微服務(wù)架構(gòu)的性能優(yōu)勢，并據(jù)此分析確定了微服務(wù)的粒度規(guī)范。關(guān)鍵詞：微服務(wù)；自動化部署；負載調(diào)度；性能評估；IAbstarctWiththeexplosivegrowthofsystembusinessfunctionrequirements,traditionalmonolithicarchitectureshavemadeenterpriseapplicationservicescumbersomeandcomplex,incremental

7、lyincreasingdevelopment,testing,andmaintenancecosts.Themicroservicesarchitectureaimstosplitmonolithicapplicationservicesintomultiplefine-grainedserviceswithclearfunctions,independentplatform,simplemaintenance,andlowcoupling,whichcaneffectivelysolvetheproblemsofthe

8、monolithicarchitecture.Withthedevelopmentofcloudcomputingtechnologies,peopletendtodeployapplicationservicestocloudplatforms.WiththerapiddevelopmentofDoc