分布式應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)絡的計算方式,受到學術界和產(chǎn)業(yè)界的關注。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)部署在平臺上應用程序的需要提供這些資源,使應用程序能夠應對負載的波動,這種按需使用資源的能力稱為彈性。與可擴展性不同的是,彈性除了要求應用程序能夠利用更多的資源以應對額外的負載之外,還要求隨著負載的減輕應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。
　　學術界和產(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對應用屏蔽基礎設施的分布式拓撲結構,以升級的方式支撐應用彈性;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用彈性。
　　對于部署在云平臺的應用而言,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)務邏輯對應用分類,分析這一類應用的技術特點;其次,總結技術特點,從分布式應用架構的角度提出適合實現(xiàn)此類應用彈性的

4、應用模式(Pattern);再次,根據(jù)應用模式設計平臺的架構,以及平臺為幫助應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這兩類應用程序進行了案例分析。Web1.0應用的內(nèi)容(Content)由服務器端生成,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,進行了相關實驗驗證PDA模式的有效性。
　　Web2.0應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