基于SOA架构的分布式服务化治理方案的研究

摘要

近年来，网站为了应对日益快速的业务发展、日益递增的访问流量，如何设计出一个高性能、高可用、高稳定且可伸缩的网站架构逐渐成为当今互联网领域研究的热点。通过对网站架构演变过程的研究发现，网站架构将会逐步从集中式转向分布式应用架构。而分布式应用架构的核心思想之一就是通过增加服务层来提高系统性能，降低应用间耦合性，减少开发和维护成本。基于SOA架构的分布式服务化治理框架就是引入服务层的重要手段。然而，目前业界成熟的服务治理框架较少，且大部分没有开源，难以定制化使用。因此，设计一个通用的分布式服务治理框架，为打造高可靠、高性能的分布式应用架构提供支持具有重要意义。
　　本文依据SOA架构模型，以分布式服务治理框架为研究对象，从服务注册中心组件、服务远程调用组件、服务治理组件、服务路由和负载均衡算法等方面进行研究，并通过实验对其性能进行了多方面验证。本文的主要研究成果如下：
　　（1）对现有服务注册和订阅方法进行研究，设计的注册中心不仅能够进行服务发布和订阅，还增加了服务自动聚合和上下线感知功能，提高了服务层的稳定性和横向扩展性。
　　（2）设计服务远程调用组件的过程中，网络层提出了采用异步非阻塞通信模型和基于Reactor线程模型结合的方式来提升网络通信性能；应用层设计了一款自定义RPC协议来提高消息编码、解码速率；代理层通过引用JDK动态代理，实现了服务治理框架的简单易用、对应用侵入性较少。
　　（3）通过对服务的不同优先级、不同响应速率等特征的分析，构建出一套服务路由策略模型，实现了对服务流量的规划和服务调用的隔离。
　　（4）对传统负载均衡算法进行研究，结合分布式服务特性，提出了一种自定义的负载均衡算法——LCA算法，并通过实验验证该算法的可行性、正确性和有效性。
　　（5）提出了访问控制和流量控制等服务治理手段，保证了分布式系统的服务层在某些极端场景下的稳定性。

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第一章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作

1.4论文的创新点

1.5论文的组织结构

第二章 分布式服务关键技术的研究

2.1基于 SOA架构的分布式服务概述

2.2远程过程调用(RPC)

2.3网络通信机制

2.4服务路由与负载均衡

2.5本章小结

第三章 分布式服务注册中心的研究

3.1分布式服务注册中心的架构设计

3.2注册中心服务管理的数据模型

3.3分布式服务的发布和订阅过程

3.4服务自动聚合功能设计

3.5服务上下线感知功能设计

3.6本章小结

第四章 分布式服务远程调用的研究

4.1分布式服务远程调用的架构设计

4.2网络层设计与实现

4.3应用层设计与实现

4.4代理层设计与实现

4.5服务治理组件设计与实现

4.6本章小结

第五章 分布式服务路由与负载均衡的研究

5.1分布式服务路由规则设计

5.2分布式服务负载均衡设计

5.3本章小结

第六章 仿真实验与结果分析

6.1实验环境准备

6.2分布式服务注册中心性能测试

6.3服务远程调用组件性能测试

6.4 LCA算法负载均衡效果测试

6.5本章小结

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

附录 1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢