基于微服务的数据服务框架设计_欧阳荣彬.doc
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1、第 卷 增刊 年 月 华 中 科 技 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) ( ) : 基于微服务的数据服务框架设计 欧阳荣彬 王倩宜 龙新征 ( 北京大学计算中心 , 北京 ) 摘要 为了克服传统数据服务平台协议复杂 、 体 量庞大 , 在扩展性和易维护性方面都存在的不足 , 提 出了一种 基于微服务的数据服务框架 框架分离了微服务容器和服务源 ,采用轻量级的跨平台协议 ,在容器中通过两种 类型(原生型和代理型)的微服务与服务源中的微服务连接起来 ,达 到解耦合 、去中心化和服务泛在的目的 此 外还分析了框架的重要特征 ,阐述了技术方案中的若干要点 北京大学的实践表明 :基于该框架建设
2、的数据服 务平台 ,易 于扩展 、便 于运行维护 ,可以实现更加灵活的数据共享 关键词 数据服务 ; 微服务 ; 数据即服务 ; 代表性状态传输 ; 开放授权协议 中图分类 号 文献标志 码 文章编 号 ( ) ( , , , ) , , , , : , , , , , , , ; ; ( ); ( ); “ 数据即服 务 ( , )” 是 近 来在云服务 领 域的一个热 点 , 它 将原来云服务 架 构中的数据 部 分单独拆分出 来 , 将数据存储和 数 据处理的功 能 进行服务 化 , 以 期 实现云环境的 下 的数据共 享 高等院校信息化经历了数十年的历 程 , 事 实 上已经积累了大量
3、的数据 随着 信息化进程的不 断推进 , 生成数据的终端应用越来越多 , 积累的数 据量也越来越大 如何挖掘和发 挥这些数据的价 值 ? 一般认为 , 在数据的基础上提供云服务 , 是一 种有效手段 然而 , 建设一个物理上统一的数据中 心 , 并 提供数据服务 , 需 要 重复的硬件投入 这 种 中心化应用建设 , 由 于其体量庞大 , 在 扩展性 、 灵 活性和易维护性等方面都存在先天不足 微 服务 的一个重要特性就是解耦合 、 去中心化 , 可以有效 应对这些问题 本文设计 了 一 种 基 于 微 服 务的数据服务框 架 , 实现基于微服务的 参照该 框架 , 利 用微 服务的先天特性
4、, 建设一个易扩展 、 便于运行维护 的数据服务平台 , 可以实现更加灵活的数据共享 收稿日 期 作者简 介 欧阳荣 彬 ( ) , 男 , 高 级工程 师 , : 增刊 欧阳荣 彬 , 等 : 基于微服务的数据服务框架设 计 相关研究 文献 提 出了一种通用的跨平台数据共享 方案 , 采用 描述数据元信息 , 指 出数据使用 方首先需要认证 , 然后才能访问 数据提供方提供 的数据服务 , 但 是对于认证过程的具体要求和建 议方案并未进一步阐述 文献 分析了云服务下 的特性 , 着重阐述了如何拆分数 据存储和数 据处理 , 但是没有提及数据服务的具体模式 微服务是数据服务的一种有益的 模 式
5、 , 它 的 解耦合 、 去中心 化等特性非常有利于数据服务的 扩展和便捷运行维护 文献 详细阐述微服务的 特征 , 文献 对微服务架构和其他的软件结构进 行分析和对比 微服务在很多在 线应用中有非常 成功的应用 , 例如文献 将微服务应用于度量系 统, 文献 将 安全服务也以微服务的形式提供 文献 重点探讨了微服务的验证问题 数据服务框架 建设数据服务平台 , 是 打破 壁 垒 、 消 除 孤 岛 、 实现数据共享的一种有效手段 传统的数据服务 平台多是 建 设 于 一个物理上统一 的数据中心之 上 , 基于 架 构 , 构建服 务 总线提供数据服 务 这样 “ 重量型 ” 的数据服务平台
6、, 与数据中心一 起形成了一个数据堡垒 , 随着时间的推移 , 它的缺 陷越来越明显 首先是可扩展性差 如 果要增加一项 的 数 据 服务 , 那么须要将源数据交换至数据中心 , 然后定 义好数据 , 最 后实现部署这项新的 数据服务 , 协议复杂 , 上线周期长 更有甚者 , 如果 要丰富原来一项数据服务的信息内容 , 那 么须要 修改原来定义好的数据 , 这 必然会 影响已经在使用这项数据服务的 应用 其次是运行维护复杂 若 某一项数据 服 务 存 在 , 在修正之后 , 须要部署整个 平台应用 由 于其体量庞大 , 更新部署必然会 影响到其他的正 常的数据服务 微服务的解耦合 、 去中心
7、化等特性 , 非常有利 于数据服务的扩展和便捷运行维护 微 服务之间 是松耦合的 , 可以实现自动部署 , 一项服务的更新 和部署不会影响其他的服务 此外 , 微服务采用的 都是轻量级的协议 ( 如 , 即 ) 和 数 据 格 式 ( 如 , 即 ), 非常易于扩展 主要内容 如图 所示 , 基 于微服务的数据服务 框 架 主 要由五大部分组成 : 服 务源 , 微 服务容器 , 服 务发 布组件 , 服务发现组件和服务门户 图 数据服务框架 服务源是 为 数 据 微 服 务 提 供支撑的信息来 源 , 也是数据微服务的实际提供者 这些服务源分 别为微服务容器中的原生型微服务和代理型微服 务提
8、供支撑 网 络信息源包括网络上的各类非结 构化信息 , 传统网络服务是 指支持 协议的 网络服务 ( 即 ), 它 们 与 关 系 型 数 据 源一起为原生型微服务提供支撑 服 务源中的另 一类微服务 , 则 为容器中的代理型微服务提供支 撑 , 它 是运行在 其他在线服务容器中的一个承担 实际功能的数据微服务 微服务容器是框架的核心组成部分 , 所 有 数 据微服务都在这个容器中运行 这些微服务大致 可以划分为原生型微服务和代理型微服务两种类 型 原生型微服务是指承担实际功能的 , 从数据源 或者信息源中获取数据 , 并加以处理的数据服务 代理型微服务是服务源中的微服务在容器中的一 个代理
9、,承担实际功能的是服务源中的微服务 这 种代理型的微服务使得数据服务框架具有了一个 很重要的特征 自生长 为了适配微服务容器 , 代理型的微服务除了代理功能 外 , 还 必须具有安 全授权和安全审计等功能 微服务容器中的安全 套件具有授权 、 监控和审计等功能 , 为容器中的所 有微服务提供服务 服务发布组件是为其他在线服务容器提供服 务的 一项数据 服务部署在其他的在线服务容器 之后 , 可以通过服务发布组件 , 将该服务发布在数 据服务门户平台中 , 平台 将自动生成一项代理型 微服务 , 代 理该数据服务 当 然 , 这 项数据服务须 要具有微服务的特征 , 遵循相应的规范和协议 服务发
10、现组件为服务使用者提供服 务 , 服 务 门户则为服务使用者提供统一的访问入口 重 要特征 本文所述的数据服务框架具有如下一些显著 华 中 科 技 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 卷 特征 数据即服务 如文献 所 述 , 是 云 服 务 环 境 下 的 另 外一种服务模型 , 它侧重于数据 存储和处理的服 务化 , 忽略业务逻辑和业务状态转换 本文所述数 据服务框架 充 分 体 现 了 要 求 , 将 数 据 服 务 化 , 服 务组件化 , 实 现充分的共享 , 充 分发挥和发 掘数据的潜在价值 微服务架构 本文所述数据服务框架是 基于微服 务 的 , 它 具有微服务架构的一
11、系列特征 , 例如服务组件化 、 轻量级 、 松耦合 、 去中心化 、 跨平台 , 等等 组件是一个可独立替换和独立升级的软件单 元 , 组件化软件的主要方式是分解成服 务 服 务 组件化的一 个 重大优势就是便于运行维 护 传 统 应用也是通 过 不同组件构 成 , 但 是任何一个组 件 变更都必须重新部署整个应 用 若分解成服 务 , 则 单个服务的变更只须要重新部署该服务即 可 不同于传统 的 基 于 协 议 和 的 网络 服 务 , 微 服务 使 用 的协议都是轻量级的 , 如 和 , 直接通过 请求进行通信 微服务使用的这些协议也都是跨平台的 , 同时 , 跨 平台的数据微服务可以实
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