分布式應(yīng)用彈性支撐機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、云計(jì)算作為一種新興的基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方式,受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。云計(jì)算平臺(tái)將大量計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源連接起來,形成虛擬資源池,根據(jù)部署在平臺(tái)上應(yīng)用程序的需要提供這些資源,使應(yīng)用程序能夠應(yīng)對(duì)負(fù)載的波動(dòng),這種按需使用資源的能力稱為彈性。與可擴(kuò)展性不同的是,彈性除了要求應(yīng)用程序能夠利用更多的資源以應(yīng)對(duì)額外的負(fù)載之外,還要求隨著負(fù)載的減輕應(yīng)用程序主動(dòng)釋放或由云平臺(tái)回收已分配的資源。支持具有彈性的應(yīng)用程序是云計(jì)算區(qū)別于網(wǎng)格計(jì)算等其他分布式計(jì)算的重

2、要特征。
　　學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界從平臺(tái)的角度出發(fā)對(duì)彈性做了大量研究。云計(jì)算的本質(zhì)是分布式計(jì)算,增加分布式系統(tǒng)的資源有兩種途徑:升級(jí)(Scale Up)和擴(kuò)展(Scale Out)。升級(jí)是指提升系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算能力,擴(kuò)展是指增加系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。不同類型的云平臺(tái)根據(jù)平臺(tái)特點(diǎn)提供不同的彈性支撐機(jī)制。PaaS(Platform as a Service)平臺(tái)通過虛擬化技術(shù)對(duì)應(yīng)用屏蔽基礎(chǔ)設(shè)施的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以升級(jí)的方式支撐應(yīng)用彈性;IaaS

3、(Infrastructure as a Service)平臺(tái)提供創(chuàng)建和回收虛擬機(jī)實(shí)例的接口,以擴(kuò)建的方式支撐應(yīng)用彈性。
　　對(duì)于部署在云平臺(tái)的應(yīng)用而言,如果自身沒有支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的機(jī)制,是無法利用平臺(tái)提供的資源實(shí)現(xiàn)彈性的。本文面向應(yīng)用本身的彈性需求展開研究,提出以擴(kuò)展方式實(shí)現(xiàn)彈性支撐機(jī)制的基本研究方法:首先,根據(jù)共性的業(yè)務(wù)邏輯對(duì)應(yīng)用分類,分析這一類應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn);其次,總結(jié)技術(shù)特點(diǎn),從分布式應(yīng)用架構(gòu)的角度提出適合實(shí)現(xiàn)此類應(yīng)用彈性的

4、應(yīng)用模式(Pattern);再次,根據(jù)應(yīng)用模式設(shè)計(jì)平臺(tái)的架構(gòu),以及平臺(tái)為幫助應(yīng)用實(shí)踐這種模式提供的彈性支撐庫(kù)(Elasticity Supporting Library);最后,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)和彈性支撐庫(kù),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的支撐能力和模式的有效性。
　　本文采取上述基本研究方法,分別對(duì)Web1.0和Web2.0這兩類應(yīng)用程序進(jìn)行了案例分析。Web1.0應(yīng)用的內(nèi)容(Content)由服務(wù)器端生成,適合采用頁(yè)面靜態(tài)化思想生成靜態(tài)頁(yè)面。本文提

5、出Publisher-Distributor-Author(PDA)模式,把頁(yè)面的生成與發(fā)布放在不同節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行,采用調(diào)整Publisher節(jié)點(diǎn)數(shù)量的方式應(yīng)對(duì)負(fù)載的波動(dòng)。根據(jù)PDA模式實(shí)現(xiàn)了Web1.0平臺(tái)以及彈性支撐庫(kù),進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證PDA模式的有效性。
　　Web2.0應(yīng)用的特征是用戶生成內(nèi)容(User Generated Content),本文提出Processor-State-Persistent(PSP)模式,把執(zhí)行運(yùn)