基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法
【专利摘要】本发明的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，包括：a)Web应用系统的部署；b)已用资源数量判断；c)增加资源配额数量；d).获取瞬时会话连接数；e)瞬时会话连接数的比较；f)计算平均会话连接数；g)平均会话连接数的比较；h)剩余资源的判断；i)增加Web应用服务器；j)应用服务器数量的判断；k)删除Web应用服务器。本发明的Web应用自动弹性扩展方法，通过瞬时会话连接数和平均会话连接数，对高并发的Web应用系统及一定时间间隔内会话数较多或较少的Web应用系统集群进行动态扩展和缩减操作，实现了基于会话的Web应用系统动态调整，提高了Web应用系统的适应性。
【专利说明】基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，更具体的说，尤其涉及ー种云计算环境下依据web应用系统会话连接数量自动的扩展、缩减基于虚拟机的web应用服务器集群的方法。
【背景技术】
[0002]云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、网络存储、虚拟化等传统计算机和网络技术发展融合的产物，是下一代网络计算平台的核心技木，它将计算任务分布在大量物理计算机构成的资源池上，使各种应用能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务，从而实现资源的全面透明共享，数据的可靠安全存储，它从根本上改变了信息发布、获取和共享的方式。
[0003]Internet应用是目前发展最为迅速的应用，也是企业构建业务系统的常用方式，其运行的核心是Web应用服务器，在实际运营中，随着业务量的不断増大，应用服务器需要同时处理大量的并发用户请求，早期一般采用单一服务器模式，该模式往往无法及时处理所收到的大量请求，造成应答的滞后和请求的丢失，同时也存在单点故障问题。近年来，Web应用服务系统一般采用集群模式构建，所谓Web应用服务器集群，是由ー组同时运行同一个Web应用的服务器组成的集群系统，但外界看来就像是ー个服务器一祥。与单一服务器模式相比，集群模式具有以下两个特点:
I)可伸縮性(Scalability):集群通过增加服务器来提供额外的工作能力，从而保证了可伸縮性。
[0004]2)高可用性(High Availability):指一个集群用很多机器提供服务请求，即使一台机器崩溃了，其他机器也可透明的接过任务，从而消除单点故障问题。
`[0005]在云计算环境中，Web应用服务器集群主要通过虚拟化技术实现。虚拟化技术是云计算核心技术之一，通过系统的虚拟化技术，可以在同一物理设备上运行多个虚拟机。所谓虚拟机，就是计算机软件，其运行于物理硬件或物理计算机之上，它可以运行操作系统(称为客户操作系统)和应用程序，它有自己的虚拟硬件。虚拟机不是仿真器和模拟器，它们是真实的计算机，可以实现与物理计算机相同甚至超过物理计算机的功能。采用虚拟化技术构建的Web应用服务器集群，集群中的服务器节点是虚拟机而不是真实的物理机，虚拟Web应用服务器集群可以被快速的灵活配置，更高效、充分的利用物理资源，从而降低管理和使用成本。目前，越来越多的用户选择云计算提供的虚拟机服务建设自己的虚拟集群，为自身的Web应用提供支撑服务。
[0006]但是，目前通过云计算平台构建的基于虚拟机的Web应用服务器集群仅是完成集群的构建，并未实现集群的自动化管理，无法实现基于某种应用策略的集群动态弹性调整。目前通常情况下，用户需要自主监控应用服务器集群的运行，依据获得的服务器集群运行參数，自行判断是否需要添加或缩减集群中的服务器数量，同时由于Web应用存在同时并发多个用户的情況，在这种情况中需要对集群进行及时的扩展，而目前方式下，用户监测到高并发数，需要向云平台提出资源扩展需求，由云平台启动并添加虚拟服务器到当前集群中，这种采用人工进行的方式严重的影响了系统的性能，造成较差的用户体验。此外，在目前采用的服务器扩展中存在两种方式，ー种是首先启动虚拟机，然后手动的将Web应用系统部署安装到虚拟机中；第二种是将Web应用系统做成虚拟机模板，扩展时直接启动虚拟机，对于以上两种方式，第一种扩展复杂费时，需要花费大量安装部署时间；第二种部署时间快，但不利于扩展，业务系统发生变化，需要重新制作虚拟机镜像，重新构建Web应用系统。因此，云计算环境中在Web应用工作负载可变情况下，如何自动化的部署及动态调整Web应用服务器集群，如何在扩展过程中快速、高效的部署Web应用，并保持一定的扩展性成为Web应用在云平台发展中急需解决的重大问题。
【发明内容】
[0007]本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法。
[0008]本发明的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，其特别之处在于，包括以下步骤:a).Web应用系统部署，在云计算平台上部署?台Web应用服务器、”台负载均衡服务器、一台数据库服务器，以构成Web应用系统；同时，添加一台用于存放扩展所需资源的资源同步服务器；每台服务器均为云平台提供的虚拟机，均为正整数，樹>1,?さI ；b).已用资源数量判断，首先获取云计算平台为用户设定的资源配额数量，然后将用户当前已使用资源数量与资源配额数量进行比较，如果已使用资源数量小于资源配额数量，则执行步骤d);如果已使用资源数量大于或等于资源配额数量，则执行步骤c) ；c).增加资源配额数量，通过云计算平台管理接ロ调整用户资源配额数量，使其大于用户当前已使用资源数量，执行步骤d) ；d).获取瞬时会话连接数，以时
间ら为时间间隔持续获取W eb应用系统的瞬时会话连接数；e).瞬时会话连接数的比较，设限定的最大瞬时并发会话数为2_，将步骤d)中获取的瞬时会话连接数与最大瞬时并发会话数进行比较，如果存在连续两次监测的>足《，则执行步骤
h);如果未出现连续两次监测的，则执行步骤f)ば).计算平均会话连接数，设在时间段r内获取的瞬时会话连接数依次为足—，公一，…’则通过公式
(I)计算出时间段T内的平均会话连接数:
^axg = —2 harmi( I )
g).平均会话连接数的比较，设限定的最大、最小平均会话连接数的阀值分别为^、 将步骤f)中求取的平均会话连 接数足1与迸行比较，如果5^ >&_ ,
则执行步骤h);如果Savg < Samiei，则执行步骤j);如果Sattin≤Swg≤S匪，则跳转至步骤
b)，继续对Web应用系统会话连接数进行监测，不做任何増加与删除Web应用服务器的操作；h).剩余资源的判断，判断云计算平台的当前剰余资源是否满足增添用户指定数量的Web应用服务器需求，如果满足，直接执行步骤i);如果不满足，则为云计算平台添加新的物理服务器资源，以满足增添Web应用服务器的需求，执行步骤i) ；i).増加Web应用服务器，启动用户指定数量的虚拟Web应用服务器并将其加入到当前Web应用服务器集群中，同时将新增添的Web应用服务器信息添加至负载均衡服务器的配置信息中；跳转至步骤b)；j) ?应用服务器数量的判断，获取当前集群中Web应用服务器的数量，如果Web应用服务器的数量为I台，则跳转至步骤b);如果Web应用服务器的数量为两台或两台以上，则执行步骤k) ；k).删除Web应用服务器，选取集群中的I台Web应用服务器，停止其工作，并将其从当前Web应用服务器集群中删除，同时将负载均衡服务器配置信息中相应的Web应用服务器信息删除。
[0009]步骤a)中的资源同步服务器，用于存放负载均衡服务器的配置信息、Web应用系统、应用中间件，可对新增加的Web服务器进行快速配置，避免了以往手动配置的弊端。步骤b)为用户当前已使用资源数量是否已达到其资源配额数量的判断，资源配额指云计算
平台为不同用户设定的可使用的云平台资源的限额；步骤d)中，每经过时间ら都会采集ー次Web应用系统的瞬时会话连接数步骤e)中，通过瞬时会话连接数反应Web应用系统某ー时刻并发的会话数量，如果连续的两次采集的瞬时会话连接数均大于最大瞬时并发会话数为3_，则认为应进行増加Web应用服务器操作；通过平均会话连接数反应一段时间内Web应用系统的会话数量，如果连续的两次采集的瞬时会话连接数SflwM均小于最大瞬时并发会话数为足_ ,则进入平均会话连接数的判断步骤。步骤f)为计算时间段T内的平均会话连接数Avg。步骤g)中，如果平均会话连接数Avf大于最大平均会话连接数的阀值3_ ,则认为应进行増加Web应用服务器的操作；如果小于最小平均会话
连接数的阀值Sa-,则认为应进行删减Web应用服务器的操作，如果^^介于U与S駆
之间，则不进行增加和删减Web应用服务器的操作。步骤i)、步骤k)中增减、删除的信息包括Web应用服务器的IP地址和端口号。这样，通过以上步骤实现了基于瞬时和平均会话连接数的Web集群的弹性调整。
[0010]本发明的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，:步骤k)中选取的待删除的Web应用服务器为集群中会话连接数最少的Web应用服务器。
[0011]本发明的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，步骤f)中増加Web应用服务器时，采用自动化的方式进行系统的部署及负载均衡服务器状态的更新，首先将负载均衡服务器配置信息、Web应用系统、应用中间件存放在资源同步服务器中，在Web应用服务器启动后，再将负载均衡服务器配置信息、Web应用系统、应用中间件传输、部署到新添加的Web应用服务器中，最后更新负载均衡服务器的状态信息。
[0012]本发明的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，步骤b)中所述的资源配额包括用户可以启动的虚拟机数量、可用CPU核数、可用硬盘大小、可用内存大小、可用网络地址空间大小。
[0013]本发明的有益效果是:本发明的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，通过瞬时会话连接数和特定时间段内的平均会话连接数，对高并发的Web应用系统及一定时间间隔内会话数较多或较少的Web应用系统集群进行动态扩展和缩减操作，实现了基于会话的Web应用系统动态调整，提高了 Web应用系统的适应性。同时通过将负载均衡配置信息、Web应用系统、应用中间件放置在特定资源同步服务器上的方式，实现了自动化的Web应用系统在虚拟机中的部署，大大缩短了 Web应用系统服务器部署的时间，提高了系统部署的可扩展性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明中Web应用系统初始部署的结构不意图；
图2为本发明的Web应用自动弹性扩展方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与实施例对本发明作进ー步说明。
[0016]本发明的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，通过以下步骤来实现:
a).Web应用系统部署，在云计算平台上部署台Web应用服务器、〃台负载均衡服务器、一台数据库服务器，以构成Web应用系统；同时，添加一台用于存放扩展所需资源的资源同步服务器；每台服务器均为云平台提供的虚拟机，《、《均为正整数，《2〗，《>1 ;
b).已用资源数量判断，首先获取云计算平台为用户设定的资源配额数量，然后将用户当前已使用资源数量与资源配额数量进行比较，如果已使用资源数量小于资源配额数量，则执行步骤d);如果已使用资源数量大于或等于资源配额数量，则执行步骤c)；
其中，所述的资源配额包括用户可以启动的虚拟机数量、可用CPU核数、可用硬盘大小、可用内存大小、可用网络地址空间大小。
[0017]c).增加资源配额数量，通过云计算平台管理接ロ调整用户资源配额数量，使其大于用户当前已使用资源数量，执行步骤d)；
d).获取瞬时会话连接数，以时间ら为时间间隔持续获取Web应用系统的瞬时会话连接数;
e).瞬时会话连接数的比较，设限定的最大瞬时并发会话数为ち胃，将步骤d)中获取的瞬时会话连接数与最大瞬时并发会话数进行比较，如果存在连续两次监测的S一 > S纖，则执行步骤h);如果未出现连续两次监测的>公隱，则执行步骤f);
f).计算平均会话连接数，设在时间段-内获取的瞬时会话连接数依次为在—
，S謝減，…，则通过公式(I)计算出时间段T内的平均会话连接数3_:
【权利要求】
1.一种基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，其特征在于，包括以下步骤: a).Web应用系统部署，在云计算平台上部署《台Web应用服务器、《台负载均衡服务器、一台数据库服务器，以构成Web应用系统；同时，添加一台用于存放扩展所需资源的资源同步服务器；每台服务器均为云平台提供的虚拟机，?、《均为正整数，; b).已用资源数量判断，首先获取云计算平台为用户设定的资源配额数量，然后将用户当前已使用资源数量与资源配额数量进行比较，如果已使用资源数量小于资源配额数量，则执行步骤d);如果已使用资源数量大于或等于资源配额数量，则执行步骤c)； c).增加资源配额数量，通过云计算平台管理接ロ调整用户资源配额数量，使其大于用户当前已使用资源数量，执行步骤d)； d).获取瞬时会话连接数，以时间ら为时间间隔持续获取Web应用系统的瞬时会话连接数 ； e).瞬时会话连接数的比较，设限定的最大瞬时并发会话数为，将步骤d)中获取的瞬时会话连接数5--?与最大瞬时并发会话数^'_进行比较，如果存在连续两次监测的这一 > 这飄，则执行步骤h);如果未出现连续两次监测的S一 > S醒，则执行步骤f); f).计算平均会话连接数，设在时间段-内获取的瞬时会话连接数依次为
则通过公式(I)计算出时间段T内的平均会话连接数
2.根据权利要求1所述的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，其特征在于:步骤k)中选取的待删除的Web应用服务器为集群中会话连接数最少的Web应用服务器。
3.根据权利要求1或2所述的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，其特征在于:步骤i)中増加Web应用服务器时，采用自动化的方式进行系统的部署及负载均衡服务器状态的更新，首先将负载均衡服务器配置信息、Web应用系统、应用中间件存放在资源同步服务器中，在Web应用服务器启动后，再将负载均衡服务器配置信息、Web应用系统、应用中间件传输、部署到新添加的Web应用服务器中，最后更新负载均衡服务器的状态ィ目息。
4.根据权利要求1或2所述的基于会话的云计算环境下Web应用自动弹性扩展方法，其特征在于:步骤b)中所述的资源配额包括用户可以启动的虚拟机数量、可用CPU核数、可用硬盘大小、可用内存大小 、可用网络地址空间大小。
【文档编号】H04L29/08GK103561055SQ201310471865
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】王鲁, 赵志刚, 薛冰, 郭莹, 王筠, 王春晓 申请人:山东省计算中心