基于轮转机制的云服务在线更新技术研究

【摘要】：伴随着软件服务从企业计算模式走向云计算模式,传统“测试-发布-后期维护”的软件运维思路,已无法适应互联网开放环境下用户需求与系统资源的急速变化。相反,云服务持续在线的“监控-诊断-调整”质量提高过程,在实践中逐步被大众认可。作为实现“调整”环节的主要手段,软件服务的更新活动日益频繁,已经由过去以“季度”、“年”为单位的更新,进化为今天以“日”、“周”为单位的更新。面对如此现状,对于软件服务来说,如何完成从可更新,到易更新,再到热更新的转变,成为了学术界关注的重要研究课题,在线更新技术开始凸显其重要的现实意义。在现实生活中,为了使服务具有更好的弹性以应对未知的负载变化,大多数云服务采用多实例、集群化的方式部署。这种部署架构为云服务在线更新打开了新的思路:由于多个实例之间往往相互独立,且各实例均包含有较完整的业务逻辑,可正确的处理用户请求,部分实例暂时性的失效不会影响整体服务的正常提供。因此,可以引入轮转机制,在服务不中断的情况下对集群实例分批进行更新。基于这一假设,本文围绕云服务在线更新问题,进行了以下三方面的研究。一、提出了基于轮转机制的云服务在线更新框架,并基于GlassFish平台完成了该框架原型系统的设计与实现工作。通过逐次对集群中的实例以一定策略进行隔离、更新、使能的操作,确保整个更新过程中至少保留一个服务实例正常对外提供服务,达到了服务在线更新的要求。二、针对版本混合问题,以及为解决它而带来的系统性能损耗问题,提出基于延迟切换的在线更新策略,将整个更新过程分为两个阶段。首先,通过逐台更新实例的方式,延缓整个服务性能下降的趋势,直至服务能力降至原配置的一半,更新进入切换阶段,保证集群中运行新旧版本的实例之间的逻辑隔离。通过对电子商务服务Rubis进行实验,本文验证了该方法可达到更新期间99%+的服务可用性,并可将更新期间的服务平均响应速度提升至原有的1.4倍。三、针对服务集群内单个服务实例的更新时机确认问题,本文提出基于负载均衡的任务状态感知机制,通过为集群中的实例维护专属的任务状态感知列表,以其长度协助判定该实例能够进入更新的精确时间。实验结果显示,相较于目前预设等待时长的更新时机确认方法,采用该机制后,Rolling Upgrade、Split Mode Upgrade和本文所提出的Delayed Switch Upgrade等包含在基于轮转机制框架下的方法都能表现出更高的可用性。
【关键词】：在线更新 云平台 服务可用性 版本混合 更新时机确认
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.09