[发明专利]一种基于微服务架构的物联网平台构建方法

说明书

本发明属于物联网平台构建技术领域，公开了一种基于微服务架构的物联网平台构建方法，所述物联网平台构建系统包括：微服务层级划分模块、kubernetes集群搭建模块、成镜像构建模块、扩容和缩容模块、模块添加模块、数据收集模块、监控方案选择模块、预测模型建立模块、仿真模块、精度检验模块、预测模块、调度模块。本发明能够对物联网平台的复杂功能解耦，将物联网应用建立在微服务集合之上，在实际部署中，微服务的多个实例可以增强应用程序的灵活性和健壮性；对kubernetes中的调度算法进行改进，通过区分多租户实现资源调度，尊重单个用户的调度决策和资源约束，提高默认整体调度机制的公平性。

技术领域

本发明属于物联网平台构建技术领域，尤其涉及一种基于微服务架构的物联网平台构建方法。

背景技术

目前，现有物联网平台多为部署在虚拟机中的单体应用，随着物联网产业的不断发展，物联网平台的功能逐渐复杂化，冗余备份和水平扩展需要消耗更多的机器资源和时间成本来维护。同时，对于传统的单体物联网应用，模块之间耦合度高，功能集中运行在同一进程中，在面临愈加复杂的物联网环境时，只能将集群的整体进行伸缩，极大的浪费了资源。

微服务架构在近几年来得到广泛支持，因其能将应用服务进行解耦，降低服务之间的耦合性，提高系统的健壮性；Docker是一个开源的应用容器引擎，支持将容器部署到本地环境和多种主流云平台上。

云基础架构中任务调度和资源分配是一个众所周知的讨论问题，现有开源架构kubernetes，提供了容器的调度与负载均衡功能；但其调度算法属于非独占式，是通过一个调度组件来处理所有传入的任务请求，组件中也无法实现任务的优先级，所有任务都是依靠先来先服务的原则进行处理，同时，其默认调度算法并不支持抢占式策略，在面对复杂的物联网环境下，该调度算法无法更好的处理任务请求；kubernetes默认实现的调度器通过预选流程筛选掉不合适的节点，然后再通过优选策略计算各个节点得分，比较得分后，将pod运行在得分最高的节点上，但是调度器在调度同一资源控制器下的不同pod副本的时候，会针对相同的节点进行预选和优选操作，这样每次都会做一些重复的工作。

Kubernetes中可以实现服务的负载均衡，根据预先设置的规则对服务进行相应的扩容与缩容，但是这种自动缩放服务的功能需要应用程序提供商自定义一个参数集，这个参数集的确定是不可预知性的，只能根据经验获得，很可能存在资源浪费或者资源不足的情况。这些管理参数又是静态的，而传入的请求确要经常变化，在这种情况下，缩放决策的本质上是被动执行的，而不是积极主动的。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)随着物联网产业的不断发展，物联网平台的功能逐渐复杂化，冗余备份和水平扩展需要消耗更多的机器资源和时间成本来维护。同时，对于传统的单体物联网应用，模块之间耦合度高，功能集中运行在同一进程中，在面临愈加复杂的物联网环境时，只能将集群的整体进行伸缩，极大的浪费了资源。

(2)现有开源架构kubernetes的调度算法属于非独占式，组件中也无法实现任务的优先级，所有任务都是依靠先来先服务的原则进行处理；同时，其默认调度算法并不支持抢占式策略，在面对复杂的物联网环境下，该调度算法无法更好的处理任务请求。

(3)现有开源架构kubernetes的调度器在调度同一资源控制器下的不同pod副本的时候，会针对相同的节点进行预选和优选操作，每次都会做重复的工作。

(4)现有开源架构kubernetes的自动缩放服务的功能需要应用程序提供商自定义一个参数集，这个参数集的确定是不可预知性的，只能根据经验获得，很可能存在资源浪费或者资源不足的情况；这些管理参数又是静态的，而传入的请求确要经常变化，在这种情况下，缩放决策的本质上是被动执行的，而不是积极主动的。