基于微服务的线下教育平台设计与实现
这是一篇关于线下教育,服务网格,Istio,微服务治理的论文, 主要内容为随着国民收入不断增加,家庭物质生活的不断改善,子女教育也越来越引起家长的关注和重视。在我国,城市学生每周平均花费10.6小时以上用于课外培训[1]。预计在2020年教育培训业市场规模将达到5000多亿元。通过走访调研各线下培训机构和学生,得出相比于线上教育,兴趣体能类培训线下教育行业还是存在不可替代的地位。调研市面上中小型培训机构,发现其存在内部自动化管理差、宣传广度小和师资队伍结构不稳定等问题。国内外也暂无平台级系统整合培训类线下教育系统。针对以上问题,本文采用微服务架构、Docker容器化部署以及Kubernetes平台管理等技术,设计并实现了基于微服务的线下教育管理平台系统。该系统可供中小型机构入驻,整合教师资源,实现机构自动化管理,满足用户数据安全性,具有扩展性强等优点。论文主要完成工作如下:(1)调研走访学生、教师和多家培训机构,梳理其工作流程,以用例图形式总结各角色功能,完成需求分析。(2)根据业务需求采用基于微服务架构的前后端分离开发方式,将服务分为聚合服务和原子服务,聚合服务对外暴露接口,原子服务供聚合服务调用且对外不可见,此做法可提高原子服务的复用性且部署和扩展灵活。此外,后端服务接口按照Restful风格设计。(3)比较业内成熟的微服务治理框架Spring Cloud和基于服务网格理论的流行服务治理框架Istio,由于Istio采用边车模式实现业务层和服务通信与治理策略基础层分离,对业务代码无侵入和对开发语言无限制等优良特性,最终采用Istio作为本系统的服务治理框架。为实现快速灵活部署采用Docker容器化技术进行部署任务,同时搭配Kubernetes容器云平台来管理容器化应用服务。(4)完成系统的总体设计,将系统分为:四层数据层、业务服务层、接口层、表现层。并对各层进行设计与实现,包括业务服务、基础公共服务和系统通用功能,其中系统通用功能包括服务发现、API网关、用户认证和服务熔断模块。(5)基于等价类划分和边界值分析法对系统功能测试用例进行分析,针对分析结果制定详细功能测试用例。为比较基于Istio服务治理框架开发的系统性能问题,针对线下教育平台系统使用业界成熟的Spring Cloud服务治理框架开发一个版本,在Centos中搭建了Kubernetes集群,并在集群中部署了系统作为实验环境。通过JMeter测试工具设置不同参数来模拟用户并发数对两个系统进行测试。实验结果表明,基于Istio的线下教育平台系统在高并发时的平均响应时长要优于基于SpringCloud开发的相同系统。
微服务可靠性保障系统的设计与实现
这是一篇关于微服务,可靠性,Docker容器,Kubernetes,Istio的论文, 主要内容为近年来,随着互联网、虚拟化、云计算服务及软件技术的快速发展,传统单体架构软件开发模式已无法满足国内外各大互联网公司的要求,软件架构的开发模式开始从单体的、中心式的架构演进到了面向微服务的架构,提高了系统的可扩展性和稳定性。但是随着系统的演进和微服务数量的增多,集中化、难以维护、成本高等问题使微服务架构难以适应快速变化的市场环境要求,微服务在云平台中无法保证服务的可靠交互、服务自动容错和系统资源的合理利用问题。针对以上问题,本文设计实现了一个微服务可靠性保障系统,该系统利用Docker虚拟化容器技术,以Kubernetes为基础设施,结合Istio服务治理平台,实现了微服务架构中服务准确发现和高效访问、服务故障检测和快速恢复、服务节点的迁移和调度以及服务健康状态监控等功能。具体研究内容包括以下几个模块:(1)设计和实现服务交互模块。通过分析微服务架构下的服务发现流程和访问过程,设计服务交互模型,并根据服务模型与平台之间的关系和数据的传输形式,设计和实现服务交互模块,保证服务交互过程中服务的高效访问和数据的可靠传输。(2)设计和实现服务容错模块。通过监控服务的健康状态和请求过程,并利用容器化隔离技术,使用路由容错机制对失败的服务进行熔断和降级处理。通过分析系统的资源使用情况,实时监控系统状态。当资源受限时,自动开启流控保护机制,保证在高并发环境下系统的可靠性和稳定性。(3)设计和实现一种迁移和调度策略。通过对系统资源的使用情况和当前服务自身所需资源情况的计算,对系统节点进行过滤和等级划分,使用最优调度策略选择合适的节点进行服务部署,保证服务稳定运行。(4)设计和实现服务监控模块。通过分析系统的应用环境和服务健康状态,设计并实现服务监控模块,该模块主要包括对服务器节点状态以及资源使用情况的监控,收集服务交互过程产生的数据,监控服务的运行状态和系统资源的使用情况,动态自适应调整服务。通过实验表明,该可靠性保障系统稳定的保障了微服务在分布式环境中的可靠运行,提升了服务之间高效访问和可靠交互,通过自动化部署和自适应调整策略,减少了运维时间和成本,提高了系统资源的利用率,保障了微服务在云平台系统运行的可靠性。
基于Istio的服务网格技术研究与应用
这是一篇关于服务网格,Istio,服务治理的论文, 主要内容为近年来,随着互联网技术的蓬勃发展,企业应用越来越复杂,传统的单体式架构复杂性过高,开发人员后续很难对代码进行修改和添加新的功能,一个模块出现问题可能会导致整个系统崩溃。为了解决这个问题,越来越多的互联网公司逐渐改用微服务架构替代早期的单体式架构。然而随着微服务数目的持续增长,微服务治理变得愈发复杂。为了更好地治理微服务,服务网格应运而生。服务网格致力于将服务治理与服务本身解耦。服务网格会给每一个微服务部署一个代理,该代理会拦截并转发所有进出该微服务的流量。这样一来就可以通过代理来实现各种服务治理功能,而不需要在服务代码中添加治理功能代码。Istio是业内最流行的服务网格,但是在实际应用中,Istio依然会面临监控、认证授权功能不完善、操作困难等问题。针对以上背景,本文对Istio进行改进并且设计实现了一个Istio管理平台,通过该平台,运维人员可以直接在Web端对Istio中部署的微服务进行管理。本文的具体工作如下:(1)研究Istio服务网格技术,结合微服务架构的特点总结Istio进行服务治理时存在的问题,针对问题研究相关技术并设计方案。(2)针对Istio原系统在实际应用中存在的问题对Istio服务网格进行模块扩展。该部分为Istio设计并实现了三个模块:监控模块、弹性伸缩模块以及身份认证模块。监控模块通过集成使用业内流行的开源监控技术对Istio中的微服务进行监控。弹性伸缩模块优化了Kubernetes 原生的弹性伸缩功能,可以实现定时伸缩以及利用监控到的指标对Istio中部署的微服务实例(Pod)进行弹性伸缩,以应对实际生产环境中不断变化的负载。身份认证模块使用OpenIDConnect协议对两种用户角色分别进行身份认证,保障Istio服务网格的安全。(3)基于企业微服务治理的需求,采用前后端分离的形式设计并实现了 Istio管理平台。后端使用Gin框架,通过Gorm框架来操作MySQL数据库,前端主要将React与Redux框架结合开发前端页面。用户通过该平台可以在Web端直接查看、监控Istio中服务的详细信息,通过简单的模板填写来对服务进行治理,而不需要再进行繁杂的指令操作以及配置文件编写。
基于微服务的线下教育平台设计与实现
这是一篇关于线下教育,服务网格,Istio,微服务治理的论文, 主要内容为随着国民收入不断增加,家庭物质生活的不断改善,子女教育也越来越引起家长的关注和重视。在我国,城市学生每周平均花费10.6小时以上用于课外培训[1]。预计在2020年教育培训业市场规模将达到5000多亿元。通过走访调研各线下培训机构和学生,得出相比于线上教育,兴趣体能类培训线下教育行业还是存在不可替代的地位。调研市面上中小型培训机构,发现其存在内部自动化管理差、宣传广度小和师资队伍结构不稳定等问题。国内外也暂无平台级系统整合培训类线下教育系统。针对以上问题,本文采用微服务架构、Docker容器化部署以及Kubernetes平台管理等技术,设计并实现了基于微服务的线下教育管理平台系统。该系统可供中小型机构入驻,整合教师资源,实现机构自动化管理,满足用户数据安全性,具有扩展性强等优点。论文主要完成工作如下:(1)调研走访学生、教师和多家培训机构,梳理其工作流程,以用例图形式总结各角色功能,完成需求分析。(2)根据业务需求采用基于微服务架构的前后端分离开发方式,将服务分为聚合服务和原子服务,聚合服务对外暴露接口,原子服务供聚合服务调用且对外不可见,此做法可提高原子服务的复用性且部署和扩展灵活。此外,后端服务接口按照Restful风格设计。(3)比较业内成熟的微服务治理框架Spring Cloud和基于服务网格理论的流行服务治理框架Istio,由于Istio采用边车模式实现业务层和服务通信与治理策略基础层分离,对业务代码无侵入和对开发语言无限制等优良特性,最终采用Istio作为本系统的服务治理框架。为实现快速灵活部署采用Docker容器化技术进行部署任务,同时搭配Kubernetes容器云平台来管理容器化应用服务。(4)完成系统的总体设计,将系统分为:四层数据层、业务服务层、接口层、表现层。并对各层进行设计与实现,包括业务服务、基础公共服务和系统通用功能,其中系统通用功能包括服务发现、API网关、用户认证和服务熔断模块。(5)基于等价类划分和边界值分析法对系统功能测试用例进行分析,针对分析结果制定详细功能测试用例。为比较基于Istio服务治理框架开发的系统性能问题,针对线下教育平台系统使用业界成熟的Spring Cloud服务治理框架开发一个版本,在Centos中搭建了Kubernetes集群,并在集群中部署了系统作为实验环境。通过JMeter测试工具设置不同参数来模拟用户并发数对两个系统进行测试。实验结果表明,基于Istio的线下教育平台系统在高并发时的平均响应时长要优于基于SpringCloud开发的相同系统。
基于Istio的服务网格技术研究与应用
这是一篇关于服务网格,Istio,服务治理的论文, 主要内容为近年来,随着互联网技术的蓬勃发展,企业应用越来越复杂,传统的单体式架构复杂性过高,开发人员后续很难对代码进行修改和添加新的功能,一个模块出现问题可能会导致整个系统崩溃。为了解决这个问题,越来越多的互联网公司逐渐改用微服务架构替代早期的单体式架构。然而随着微服务数目的持续增长,微服务治理变得愈发复杂。为了更好地治理微服务,服务网格应运而生。服务网格致力于将服务治理与服务本身解耦。服务网格会给每一个微服务部署一个代理,该代理会拦截并转发所有进出该微服务的流量。这样一来就可以通过代理来实现各种服务治理功能,而不需要在服务代码中添加治理功能代码。Istio是业内最流行的服务网格,但是在实际应用中,Istio依然会面临监控、认证授权功能不完善、操作困难等问题。针对以上背景,本文对Istio进行改进并且设计实现了一个Istio管理平台,通过该平台,运维人员可以直接在Web端对Istio中部署的微服务进行管理。本文的具体工作如下:(1)研究Istio服务网格技术,结合微服务架构的特点总结Istio进行服务治理时存在的问题,针对问题研究相关技术并设计方案。(2)针对Istio原系统在实际应用中存在的问题对Istio服务网格进行模块扩展。该部分为Istio设计并实现了三个模块:监控模块、弹性伸缩模块以及身份认证模块。监控模块通过集成使用业内流行的开源监控技术对Istio中的微服务进行监控。弹性伸缩模块优化了Kubernetes 原生的弹性伸缩功能,可以实现定时伸缩以及利用监控到的指标对Istio中部署的微服务实例(Pod)进行弹性伸缩,以应对实际生产环境中不断变化的负载。身份认证模块使用OpenIDConnect协议对两种用户角色分别进行身份认证,保障Istio服务网格的安全。(3)基于企业微服务治理的需求,采用前后端分离的形式设计并实现了 Istio管理平台。后端使用Gin框架,通过Gorm框架来操作MySQL数据库,前端主要将React与Redux框架结合开发前端页面。用户通过该平台可以在Web端直接查看、监控Istio中服务的详细信息,通过简单的模板填写来对服务进行治理,而不需要再进行繁杂的指令操作以及配置文件编写。
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