基于云计算微服务架构和DevOps理念的水利水电工程安全监测云平台应用研究.docx

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基于云计算微服务架构和DevOps理念的水利水电工程安全监测云平台应用研究

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陈亚军李黎徐晓坤张鹏

摘要：本文在阐述云计算微服务架构和DevOps理念的基础上，开发了一套水利水电工程安全监测云平台，实践表明：（1）基于云计算微服务框架研发的水利水电工程安全监测云平台功能丰富，满足了监测业务一线的功能需求，且该架构具有扩展性好、兼容性强、部署灵活的特点，具有较强的应用推广价值。（2）基于DevOps理念降低了团队开发、测试、运维的沟通成本以及运维成本，提高了部署效率，同时降低了因运行环境不同而带来各种问题的概率，这一理念在系统开发中展现出极大的优势，值得推广。

关键词：云计算;微服务;DevOps;水利水电工程;安全监测云平台

：TP311.52：A：1007-9416（2020）03-0160-05

0引言

自建国以后，国内水利水电工程经历了跨越式发展，国内现有大中小水库8万多座，其中绝大多数为小型水库且修建于上世纪70年代左右，由于当时筑坝技术限制加之年代久远，较多水利水电工程都出现或多或少的问题。加之水利水电工程规模大、事关人民生命安全，失事后果严重。安全监测作为保障水利水电工程安全平稳运行的最直接手段，重要性日益凸显。同时，为了响应国家“互联网+水利”、“水利补短板、强监管”的号召，有必要运用云计算、微服务等技术更新行业信息化应用，提升行业信息化水平。本文将基于现在流行的云计算微服务架构和DevOps理念研发水利水电工程安全监测云平台。

1云计算微服务架构及DevOps简介

1.1云计算

云计算（CloudComputing）是2006年由谷歌首次提出，随后这一技术越发火热，近年已慢慢深入人心，对传统的商业模式和互联网行业发展产生深远影响。依据IBM技术白皮书“CloudComputing”的定义：“云计算是一种基于虚拟化技术构建的一个系统平台或者一种类型的应用程序。一个云计算的平台按需进行动态地部署（provision）、配置（configuration）、重新配置（reconfigure）以及取消服务（deprovision）等。云计算系统具有以下四个特征：（1）虚拟化;（2）提供服务质量保证（QoS）;（3）高可靠性、可用性和高性能;（4）自治性[1]。一般来讲，云计算技术架构通过对基础资源虚拟化行程的资源池进行统一调度和管理，从下到上为用户提供三个层次的服务：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）。

1.2微服务架构

微服务是近年较为热门的软件架构[2-3]，但目前缺乏统一的定义。根据MartinFowler的描述：微服务架构（microservicearchitecture）是一种架构模式，它采用一组服务的方式构建一个应用，服务独立部署在不同进程、不同主机或不同容器中，服务间通过RPC、HTTP、消息、事件等方式通信，服务可以独立部署、弹性伸缩，每个服务定义了明确的边界，完成不同的功能。

对于传统的单体应用（monolithapplication）来说，整个系统具有多个功能模块，整个系统可分为界面层、业务逻辑层和数据访问层，所有的功能最终由一个独立的系统提供。而对于微服务架构则不同，整个系统按不同的功能和业务域划分为不同的微服务（microservice），各个微服务实现各自的功能，彼此间通过HTTP、消息或RPC等进行数据通信，整个系统内部还存在注册中心、监控中心、配置中心以及网关等微服务，众多的微服务彼此相对独立又彼此联系形成一个整体。

目前业内采用的微服务框架有SpringCloud、Dubbo、Drop-wizard、ServiceFabric等。作为新一代云计算框架，SpringCloud为开发者提供了分布式系统开发所需的一整套组件，包括服务注册发现Eureka、配置管理Config、服务熔断Hystrix、网关路由管理Zuul、分布式session、JWT令牌、全局锁、分布式事务的组建[4]。

1.3DevOps理念

DevOps（Development和Operations）是一個关于组织文化、自动化、持续监控与共享等各元素的集合，是开发部门（Devlopment）、平台运维部门（Operations）和质量管控部门（QualityControl）之间进行沟通、协作的流程、方法和体系[5-6]。由于产品迭代越来愈快，对开发、测试和运维之间配合和响应要求越来越高，传统软件开发模式如瀑布模型、敏捷开发或精益开发等难以满足快速的产品迭代。

专家曾用一个能力环来解释DevOps的概念，如图1所示。从能力环可看出，软件的生命周期里的开发、测试、部署运维等没有明显分界，可以做到无缝连接。通过Maven、Gitbl