淺析基于微服務(wù)架構(gòu)的電力云服務(wù)平臺設(shè)計

鄧麗娟 甘杉 馬赟 孫剛

【摘要】? ? 信息通信技術(shù)支持下，智能電網(wǎng)創(chuàng)新速度加快，電力云平臺建設(shè)成為重要工程，在業(yè)務(wù)集成、數(shù)據(jù)共享領(lǐng)域具備顯著作用。但是業(yè)務(wù)功能持續(xù)增加，系統(tǒng)規(guī)?；l(fā)展，為電力云建設(shè)帶來新挑戰(zhàn)。本文研究中，按照微服務(wù)架構(gòu)，優(yōu)化電力云服務(wù)平臺設(shè)計，保障電力云服務(wù)水平。

【關(guān)鍵詞】? ? 微服務(wù)架構(gòu)? ? 電力云服務(wù)平臺? ? 設(shè)計

應(yīng)用云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)，可以認(rèn)識到計算機技術(shù)便利性，深度研究和開發(fā)新型計算機技術(shù)。電力企業(yè)注重研究計算機技術(shù)，有效作用于電力業(yè)務(wù)中。通過應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，能夠縮短消費者和電力企業(yè)距離，促進電力產(chǎn)業(yè)深化改革。通過應(yīng)用新技術(shù)，會影響電力服務(wù)平臺，注重優(yōu)化原有服務(wù)平臺，實現(xiàn)融合支撐、快速接入等功能。微服務(wù)架構(gòu)，利用虛擬化技術(shù)的分解功能，實現(xiàn)多個服務(wù)器聯(lián)合執(zhí)行。通過分析可知，微服務(wù)器前景廣闊，因此有利于建立電力云服務(wù)平臺。

一、微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計理念

微服務(wù)架構(gòu)，是在信息技術(shù)支持下，建立分散大系統(tǒng)，處于獨立運行狀態(tài)，自治力度強。傳統(tǒng)架構(gòu)服務(wù)，包含數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層。系統(tǒng)運行過程中，業(yè)務(wù)層可以實現(xiàn)編譯、運維，遵循物理部署角度，處于獨立運行狀態(tài)。在傳統(tǒng)架構(gòu)中，開發(fā)者依賴于系統(tǒng)工具。設(shè)計人員可以提供便捷服務(wù)。用電量持續(xù)增加，傳統(tǒng)架構(gòu)運行時間長，與應(yīng)用需求差異大，因此淘汰影響大。在微服務(wù)架構(gòu)中，應(yīng)用全新開發(fā)理念，建立電力服務(wù)平臺，可以簡化服務(wù)，不會影響現(xiàn)有電力業(yè)務(wù)。在優(yōu)化服務(wù)平臺中，技術(shù)人員注重改進系統(tǒng)。

二、電力云服務(wù)發(fā)展問題

第一，電力云服務(wù)發(fā)展過程中，網(wǎng)絡(luò)資源浪費比較多。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用云計算技術(shù)。數(shù)據(jù)處理中心，主要應(yīng)用云計算技術(shù)，注重數(shù)據(jù)分析、計算。通過帶寬數(shù)據(jù)，表示企業(yè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用多種公共網(wǎng)絡(luò)資源。第二，重復(fù)建設(shè)。我國云計算技術(shù)處于起步晚，為了提升經(jīng)濟效益，云計算、云服務(wù)開發(fā)商，一味地追求經(jīng)濟效益，不注重社會效益。引入云服務(wù)技術(shù)時，盡管能夠處理企業(yè)問題，但是不能處理核心技術(shù)。云計算技術(shù)研發(fā)過度，會暴露企業(yè)短板，還會出現(xiàn)公共資源消耗問題。第三，電力能源消耗量大。云計算數(shù)據(jù)中心，會過度消耗能量，估算耗電量為1000億千瓦時。云服務(wù)系統(tǒng)能效低，服務(wù)器空載消耗量超過85%。云服務(wù)平臺優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)深入分析電力能源、公共能源消耗，采用先進技術(shù)環(huán)節(jié)云服務(wù)、云計算難度。

三、電力云平臺需求與優(yōu)化措施

3.1云平臺需求定位

電力云平臺，涉及到云服務(wù)中心、平臺服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)等。技術(shù)設(shè)施服務(wù)、平臺服務(wù)層聯(lián)合。云服務(wù)中心總體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。電力云平臺云服務(wù)，通過集成云服務(wù)、平臺服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，提供 IT服務(wù)清單。電力云平臺價值，表現(xiàn)在以下幾點：第一IT資源服務(wù)，加強資源供應(yīng)能力，實現(xiàn)集約化管理。第二，轉(zhuǎn)變手工部署方式，朝著自動化方向發(fā)展，縮短業(yè)務(wù)上線時間。第三，恢復(fù)故障應(yīng)用，實現(xiàn)在線伸縮資源，不斷提升業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行質(zhì)量。第四，注重微應(yīng)用、SaaS應(yīng)用，加強API支撐能力，為新型應(yīng)用形態(tài)提供支持。

3.2云平臺架構(gòu)改進策略

當(dāng)前，電力云平臺問題較多：服務(wù)組件界面風(fēng)格不同，服務(wù)操作入口多，標(biāo)準(zhǔn)不一致。服務(wù)組件，實現(xiàn)方式、調(diào)用方式、集成方式，存在明顯差異。組件應(yīng)用，必須高效處理監(jiān)控、配置、部署問題。

在具體應(yīng)用中，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，優(yōu)化云平臺架構(gòu)，加大復(fù)雜業(yè)務(wù)電力支持，并且轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€微服務(wù)。上述微服務(wù)的粒度小、耦合度低、可用率高。針對新增電力應(yīng)用，需要基于微服務(wù)設(shè)計角度，分析業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計問題。第一，建立服務(wù)通信機制：微服務(wù)是一種獨立運行平臺，形成統(tǒng)一通信機制，加強微服務(wù)交互。建立通信機制，注重以下問題分析：定義服務(wù)標(biāo)識：為服務(wù)API，定義描述標(biāo)識，確保兼容性，服務(wù)版本、運行狀態(tài)等問題。第二，服務(wù)并發(fā)控制：客戶端針對一次請求，需要應(yīng)對若干個服務(wù)實例，提供優(yōu)質(zhì)設(shè)計服務(wù)，提出科學(xué)的并發(fā)策略，確保實例管理效果。處理失效：服務(wù)調(diào)用，極易產(chǎn)生內(nèi)部錯誤、調(diào)用超時、網(wǎng)絡(luò)錯誤等問題，導(dǎo)致調(diào)用阻塞、資源無法釋放等。對于該類問題，必須采用科學(xué)措施。同步請求與響應(yīng)模式：出現(xiàn)一次請求后，阻塞客戶端進程執(zhí)行，收到服務(wù)器應(yīng)答消息。基于序列化、反序列化機制，確保遠程調(diào)用實現(xiàn)同步請求、響應(yīng)模式。異步消息通信模式：客戶端發(fā)出一次請求，落實各項業(yè)務(wù)邏輯，無需服務(wù)器響應(yīng)。服務(wù)器響應(yīng)后，客戶端通過回調(diào)方式處理。服務(wù)執(zhí)行結(jié)果緩存：執(zhí)行結(jié)果緩存，能夠提升系統(tǒng)性能，尤其是重復(fù)調(diào)用服務(wù)，基于緩存獲取計算結(jié)果，緩存服務(wù)效果佳。第三，服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)機制：電力云平臺中，服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)機制，可以為服務(wù)提供定位功能。為了確保電力應(yīng)用服務(wù)可靠性，電力云臺提供服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)中心。服務(wù)注冊，包括自注冊、被注冊類型。其中，自注冊，屬于服務(wù)實例主動注冊、服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)中心的過程。利用心跳機制，保證注冊信息有效性。被注冊，屬于服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)中心服務(wù)，能夠發(fā)現(xiàn)服務(wù)實例。通過服務(wù)實例，確保信息部署合理性，同時訂閱服務(wù)實例事件，準(zhǔn)確定位服務(wù)。相關(guān)服務(wù)可知，服務(wù)調(diào)用者、分發(fā)層服務(wù)場景。服務(wù)調(diào)用者，由服務(wù)請求方按照既定規(guī)則、策略，從服務(wù)實例中發(fā)送請求。分發(fā)層服務(wù)，屬于服務(wù)請求方、分發(fā)層相關(guān)問題，利用分層查詢服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)中心，落實分發(fā)路由策略，確保服務(wù)實力定位準(zhǔn)確性。第四，服務(wù)可持續(xù)交付：在電力云平臺中，微服務(wù)遵循標(biāo)準(zhǔn)流程，注重各項服務(wù)交付。電力應(yīng)用按照微服務(wù)架構(gòu)理念開發(fā)、部署與運維，具備可持續(xù)性。按照版本、運行狀態(tài)，微服務(wù)運行態(tài)，能夠?qū)?yīng)多個實例。電力云平臺，集中管理實例，確保運行環(huán)境可靠性，以服務(wù)實例提供穩(wěn)定服務(wù)。遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程，執(zhí)行服務(wù)可持續(xù)交付，保障微服務(wù)架構(gòu)。

四、基于微服務(wù)器架構(gòu)的電力云平臺設(shè)計

基于微服務(wù)，建立電力云平臺。開發(fā)電力微服務(wù)應(yīng)用，持續(xù)交付組件，確保部署、驗證服務(wù)。同時，發(fā)布至電力云平臺中，注冊到服務(wù)注冊中心。服務(wù)請求者，通過平臺服務(wù)網(wǎng)關(guān)組件，請求平臺微服務(wù)。服務(wù)網(wǎng)關(guān)通過標(biāo)準(zhǔn)化策略，實現(xiàn)攔截、定位請求。電力云中，注重管理模塊運行監(jiān)控，將其作為平臺微服務(wù)。

4.1持續(xù)交付組件

電力云平臺運行，可持續(xù)交付組件，將平臺承載電力，應(yīng)用到微服務(wù)自動化、可持續(xù)中，同時靈活部署到運行環(huán)境中，微服務(wù)屬于可編程配置，擴展效果強，能夠提升維護便利性。微服務(wù)持續(xù)交付流程，如圖2所示。

4.2服務(wù)注冊中心

在微服務(wù)架構(gòu)中，服務(wù)注冊中心為核心組件。電力云平臺的服務(wù)實例，遵循運行環(huán)境進行變化，落實默認(rèn)規(guī)則、動態(tài)變化等措施。針對電力云平臺，交付組件運行多服務(wù)，實現(xiàn)外部應(yīng)用訪問，提供優(yōu)質(zhì)的微服務(wù)實例。平臺服務(wù)注冊，詳細記錄實例調(diào)用方法、通信協(xié)議，同時提供訪問信息。服務(wù)注冊中心，追蹤實例運行狀態(tài)，監(jiān)測運行動態(tài)信息。遵循健康狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，加大優(yōu)化調(diào)整力度?？蛻舳嗽谠L問服務(wù)注冊中心時，如果為具體服務(wù)，則向分發(fā)層提交請求。由分發(fā)層查詢服務(wù)注冊中心，利用策略方法，準(zhǔn)確定位服務(wù)實例。分發(fā)層，遵循請求負(fù)載、活動狀態(tài)服務(wù)實例，應(yīng)用調(diào)度策略。微服務(wù)聯(lián)合合作，能夠有效定位和服務(wù)場景。

4.3服務(wù)網(wǎng)關(guān)

電力云平臺中，服務(wù)網(wǎng)關(guān)作為統(tǒng)一入口，封裝平臺服務(wù)信息。功能涉及到電力云平臺服務(wù)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，提供給外部調(diào)用。通過攔截、處理請求，優(yōu)化規(guī)模化匹配。提供請求分發(fā)路由，注重安全防護，落實轉(zhuǎn)換協(xié)議措施，確保負(fù)載均衡?；趫?zhí)行結(jié)果，提供緩存機制，支持緩存結(jié)果數(shù)據(jù)。

服務(wù)網(wǎng)關(guān)為重要組成，能夠提供外部訪問途徑，并且為內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸提供出口，維護信息安全性。注重外部信息攔截、預(yù)處理息。服務(wù)管網(wǎng)，可以為內(nèi)部提供協(xié)議轉(zhuǎn)換，做好安全防護。關(guān)注傳統(tǒng)SOA架構(gòu)改造，技術(shù)人員密切關(guān)注服務(wù)接口，選擇適宜的服務(wù)語言，加強系統(tǒng)與服務(wù)剝離能力。應(yīng)用部分業(yè)務(wù)開發(fā)量少，成熟度提升，能夠獲得較高的收益效益，因此無需進行優(yōu)化改造。

五、系統(tǒng)測試

針對系統(tǒng)平臺實施測試，確保系統(tǒng)運行分析合理性，深入研究系統(tǒng)功能、性能問題，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。建設(shè)測試環(huán)境，遵循測試內(nèi)容，優(yōu)化測試操作。

5.1系統(tǒng)響應(yīng)時間

按照系統(tǒng)平臺中的不同操作，實行模擬測試。結(jié)果如表1所示，各項指標(biāo)滿足要求。

5.2負(fù)荷率測試

按照不同節(jié)點性能、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率。應(yīng)用計算機性能測試、網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)應(yīng)用下，加強監(jiān)視效果。正常運行狀態(tài)下，中央處理器負(fù)荷率不足25%，單網(wǎng)負(fù)荷率不足15%。受到安全事故影響，中央處理器負(fù)荷率不足35%，單網(wǎng)負(fù)荷率不足24%。

六、結(jié)束語

綜上所述，在本文研究分析中，電力云平臺架構(gòu)缺陷多，深入分析微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計理念與優(yōu)勢，優(yōu)化電力云架構(gòu)，討論電力云平臺關(guān)鍵組件。電力云平臺中，優(yōu)化設(shè)計微服務(wù)架構(gòu)，處理電力云平臺標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)等問題，以此優(yōu)化平臺各服務(wù)指標(biāo)，實現(xiàn)維護與升級發(fā)展。

參? 考? 文? 獻

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