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提出了一种应用于云计算环境下的服务发现架构(Service discovery architecture,SDA),主要思想是将云服务按照功能等特性划分为不同的云服务域(Cl oud service do main,CSD),每个CSD中设置一个子服务目录,CSD之上设置一个根服务目录,通过设置两级服务目录,实现云计算环境下海量云服务的快速查找。通过数学建模,理论分析和数据仿真,对该服务发现架构进行性能分析。仿真结果表明,服务通告(Service announce-ment,SA)的平均更新间隔时间对用于
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书书书
第
卷第
期
年
月
南
京
航
空
航
天
大
学
学
报
一种应用于云计算环境下的服务发现架构
张
洁
何利文
黄斐一
刘
斌
(南京邮电大学计算机学院,南京,
)
摘要:提出了一种应用于云计算环境下的服 务发 现 架构(
,
),主要 思 想 是 将 云
服务按照功能等特性划分为不同的云服务域 (
,
),每 个
中 设 置 一 个 子 服 务 目 录,
之上设置一个根服务目录,通过设置两级服务目录,实 现 云计 算 环境 下 海量 云 服务 的 快 速 查 找。通 过 数 学
建模
,理论分析和 数 据 仿 真,对 该 服 务 发 现 架 构 进 行 性 能 分 析。 仿 真 结 果 表 明,服 务 通 告 (
,
)的平均更新 间隔时 间对用 于存储
的缓存 区的大 小、服 务发现(
,
)的成功率 以
及
过程产生的网络负载情况等性能有影响,并且当
的平均更新间隔时间略小于
的平均生命周期的二
分之一时,可使上述各项性能达到最佳折中。
关键词:云计算;服务发现;云服务;服务目录
中图分类号:
文献标志码:
文章编号:
(
)
基金项目:南京邮电大学引进人才科研启动基金资助项目。
收稿日期:
;修订日期:
通信作者:张洁,女,博士,高级工程师,
年出生,
:
@
。
ServiceDiscover
y
ArchitectureA
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CloudCom
p
utin
g
Environments
Zhan
g
Jie
,
HeLiwen
,
Huan
g
Fei
y
i
,
LiuBin
(
,
,
,
,
)
Abstract
:
(
)
,
(
)
,
,
,
,
(
)
,
(
)
,
,
Ke
y
words
:
;
;
;
云计算基于
和计算机技术而发展的,
易于动态扩 展,并 以 虚 拟 资 源 的 形 式,借 助
向用户 提 供 服 务
[
]
。 云 计 算 是 一 种 通 过 网 络
以便捷、按需的形式从共享的可配置的计算资源池
(这些资源包括网络、服务器、存储、应用和服务)中
获取服务的业务模式。在云环境下,由企业或团体
提供的服务称为云服务
,提供云服务的一方称为云
服务提供者,使 用 云 服 务 的 一 方 称 为 云 服 务 消 费
者。随着
等各种技术的快速发展,各种云
服务资源也在不断地增加,云服务消费者如何在众
多的云服务中找到 最合适 的 服务成 为 研究的 热 点
之一
[
]
。
具体地,在云计 算 环境下,服务 发现过 程即 云
服务消费者找到合适的云服务提供者的过程,其包
括
个子过程:服 务请求 过 程、服 务匹配 过 程和服
务响应过程。服务 发现过 程 是基于 找 到与云 服 务
消费者的请求匹配的云服务提供者的过程,找到与
云服务消费者的需 求相匹 配 的云服 务 提供者 是 云
服务发现的基础和前提。因此,目前云服务发现的
研究都主要集中在服务匹配过程的研究方面,即研
究服务的匹配和推理方法。大体上,目前有两大类
服务匹配机制的 研 究,包 括基于 本 体 论
[
]
的 和 基
于语义
[
]
的服务 匹 配机制 的 研究。很 少有研 究是
着眼于整个服 务 发现过 程
[
]
。而 且,到目 前 为 止,
在服务发现研究领 域,无论 是 集中式、分布式 还 是
混合式服务发现,都主要集中在某一特殊的网络环
境下,比如,移动的
网络
[
]
,基于
的服
务框架或网格系统
[
]
,
网络
[
]
等,而 这 些 研
究成果都不能够直接应用于云计算环境。此外,也
很少有 研 究
[
]
侧 重 于 分 析 模 型 和 理 论 分 析。 因
此,本文提出了一种适用于云计算环境的服务发现
架构,通过设置两 级或多 级 服务发 现 目录,在云 计
算海量服务环境下 快 速实现 云 服务发 现 功能。并
且
,通过数学建模 和理论 分 析,评 估该服 务 发现机
制的关键性能。
1
云计算环境下的服务发现架构
根据云服务特征,将云服务按照功能划分为不
同的
,每 个
包 含 若 干 云 服 务 器 (
,
),作为云服 务 提 供 者,另外还 包 含一个
子服务目 录 服 务 器 (
,
)实现索引服务 目录的 功 能,保 存和查 找 服务
信息
。云服务域之 上设置 一 个根服 务 目录服 务 器
(
,
),实 现 索 引
子服务目录的功能。服务信息包括位置信息(服务
接入的地址和端口号),安全信息(认证和鉴权),服
务表征信 息 等 内 容。 用 户 设 备 (
,
)作 为 服 务 请 求 者 通 过 发 送 服 务 请 求 (
,
),接 收 服 务 响 应 (
,
)获取服 务 信息。
和
均
由
到
N
个采用 冗余 配置 的物 理实 体组 成,以避
免单点 失 败,可 靠 性 高。 以 下 讨 论 均 基 于 单 个 的
和
。
服务信息由服务通告(
,
)及其生命 期 (
)组 成。当 新 服 务 出 现,
通过服务注册消息向位于同
的
发送
服务信 息
,同 时
向
发 送 服 务 注 册 消 息
更新服务信 息。
周 期 性 更 新 服 务 信 息 使
及时得知服务的变化。存储在
中的
有以
下状态:(
)在其
内保持有效,(
)在
结束时被丢弃,(
)在其
内因服务变
化被更新,(
)在
结束前通过 发 送重注 册
消息保持继续有效。因此,通过更新或重注册可保
持
的有效性。
云计算环 境 下 的 服 务 发 现 架 构 如 图
所 示。
首先,用 户 向
发 送
,查 找 服 务 信 息。
根据用户请 求 的服务 类型 和存 储的
地
址信息向该
中的
传送
。
收
到
后在其数据库中查找匹配的服务。若有
合适的服务,向
返回
消息,然后
向
返 回
消 息。
收 到 的
消
息中若包含多个匹配的服务信息,则选择最合适的
一个。
为
设置终止时间,若终止时间
内没有
返回,则认为该
没有匹配的服
务,
可能向其他
中的
发起
。
发 送 相 同 的
,并 设 置 新 的 终 止 时 间。
若最 近 的 邻 居
中 的
仍 无 匹 配 的 服 务,
可能再次发送
,继续在其他邻居
中的
查找服务。查找次数以及每次查找的终
止时间由
根 据 服 务 需 求 决 定。 服 务 需 求 包
括服务的优先 级,实 时性 要求 等。在 邻 居
中
的
查找服务的 顺序和 范 围由服 务 类型、网络
拓扑等因素决定
。
第
期 张
洁,等:一种应用于云计算环境下的服务发现架构
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