分布式應(yīng)用彈性支撐機制的研究與實現(xiàn).pdf

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

2、要特征。
　　學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界從平臺的角度出發(fā)對彈性做了大量研究。云計算的本質(zhì)是分布式計算,增加分布式系統(tǒng)的資源有兩種途徑:升級(Scale Up)和擴展(Scale Out)。升級是指提升系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點的運算能力,擴展是指增加系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點的數(shù)量。不同類型的云平臺根據(jù)平臺特點提供不同的彈性支撐機制。PaaS(Platform as a Service)平臺通過虛擬化技術(shù)對應(yīng)用屏蔽基礎(chǔ)設(shè)施的分布式拓撲結(jié)構(gòu),以升級的方式支撐應(yīng)用彈性;IaaS

3、(Infrastructure as a Service)平臺提供創(chuàng)建和回收虛擬機實例的接口,以擴建的方式支撐應(yīng)用彈性。
　　對于部署在云平臺的應(yīng)用而言,如果自身沒有支持動態(tài)擴展的機制,是無法利用平臺提供的資源實現(xiàn)彈性的。本文面向應(yīng)用本身的彈性需求展開研究,提出以擴展方式實現(xiàn)彈性支撐機制的基本研究方法:首先,根據(jù)共性的業(yè)務(wù)邏輯對應(yīng)用分類,分析這一類應(yīng)用的技術(shù)特點;其次,總結(jié)技術(shù)特點,從分布式應(yīng)用架構(gòu)的角度提出適合實現(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)計平臺的架構(gòu),以及平臺為幫助應(yīng)用實踐這種模式提供的彈性支撐庫(Elasticity Supporting Library);最后,實現(xiàn)平臺和彈性支撐庫,通過實驗驗證平臺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Web1.0和Web2.0這兩類應(yīng)用程序進行了案例分析。Web1.0應(yīng)用的內(nèi)容(Content)由服務(wù)器端生成,適合采用頁面靜態(tài)化思想生成靜態(tài)頁面。本文提

5、出Publisher-Distributor-Author(PDA)模式,把頁面的生成與發(fā)布放在不同節(jié)點上進行,采用調(diào)整Publisher節(jié)點數(shù)量的方式應(yīng)對負載的波動。根據(jù)PDA模式實現(xiàn)了Web1.0平臺以及彈性支撐庫,進行了相關(guān)實驗驗證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