[发明专利]面向云边异构环境的容器化微服务编排方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种面向云边异构环境的容器化微服务编排方法及系统，本发明面向云边异构环境的容器化微服务编排方法包括：针对待调度队列中的待调度微服务实例按照优先级进行排序；选择优先级最高的待调度微服务实例作为被调度微服务实例；针对被调度微服务实例过滤集群中资源或能力不匹配的节点后进行排序，选择最优节点部署被调度微服务实例并分配资源。本发明针对现有容器编排系统在云边异构环境下不支持微服务架构应用服务质量感知的问题，采用微服务交互感知和异构节点单线程能力感知的调度和资源分配方法，扩展了容器编排系统的微服务编排能力，提高了云边异构环境中的硬件资源利用率，降低整体服务延迟，提升服务质量。

技术领域

本发明涉及计算机领域的微服务技术，具体涉及一种面向云边异构环境的容器化微服务编排方法、系统及介质。

背景技术

微服务架构下，一个服务应用由大量的功能相对简单、独立、轻量、相互交互的微服务构成。一些微服务被设计为可弹性水平伸缩，一个微服务可能会包含多个相同的实例，实现更高的性能、弹性、安全性和鲁棒性等，非常适合于云计算范式。微服务架构降低了大型应用开发、维护的复杂性，加快了应用迭代速度，已经被大量企业应用广泛采用，国内如淘宝等大型分布式业务系统中均采用微服务架构。

大型应用一般可按功能拆分为多个微服务，不同的微服务实例可部署于不同的容器中，具有天然分布式的特性。一个微服务一般会被多个不同的应用重复利用，因此微服务之间存在复杂的调用关系。将一个大的应用拆分为多个小的功能独立的组件微服务化，这样虽然可以加快应用开发效率，但由于组件数量可以非常多，就会带来额外的部署、管理负担。

一个微服务架构的应用为实现各组件高效交互，必须包含API网关、服务发现、负载均衡等支持，如果没有高效的承载体，其管理成本是巨大的。Kubernetes是一个开源的容器编排系统，与平台无关，屏蔽容器的使用细节，旨在更方便地来部署容器应用。Kubernetes提供了部署、管理微服务的大量自动化工具，提高了微服务部署、管理效率，适合于承载微服务架构的应用。

服务质量指在用户请求发出后，服务器会在给定的时间内向用户返回处理结果，这个时间越短表示服务质量越高，最大处理延迟对服务质量的高低具有重要影响。在微服务架构下，一个应用的微服务组件之间必然存在API调用。在Kubernetes中一个微服务组件对应一个服务，一个服务将请求转发到一个或多个后端容器单元，服务对应于微服务架构的API网关、服务发现和负载均衡功能，一个后端容器单元也就是一个微服务实例。云平台中两个容器的通信效率与它们在集群中的相对位置有关，相比节点内的容器间通信，跨节点的容器间通信一般是低效的，且通信效率一般会受限于物理网络或虚拟机网络的带宽。边缘环境中节点在空间上广泛分布，网络的物理介质、架构和种类多样，如蜂窝移动网络、WLAN和有线网络等，这些不同种类网络的网络带宽差异巨大，就导致容器间通信的效率与它们在集群中的位置的相关性更高。微服务架构下，不同的微服务之间存在交互，不合理的微服务实例放置会带来额外的交互开销。Kubernetes目前并不支持交互感知的容器调度，已有的研究也没有充分考虑云边环境中的Kubernetes的请求转发策略和网络拓扑结构对微服务交互的影响，因此通过Kubernetes部署微服务存在服务间交互效率不高、不能保证服务质量的问题。