一种成熟时序与动作条件供给的微服务扩缩容方法及系统

本发明涉及云计算、容器编排和微服务资源管理，具体涉及一种将待启动副本成熟时序、候选动作能力生效时序和未来负载需求映射至同一时间轴进行评价的微服务扩缩容控制方法及系统。

背景技术：

1、微服务通常以容器副本运行。反应式扩缩容存在供给滞后；预测式扩缩容虽可提前动作，但副本需经资源分配、启动和健康检查后才能提供服务，且能力形成时间可能不同。

技术实现思路

1、一、要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是：在待启动副本和候选动作具有不同能力生效时间时，避免未来服务能力被提前计入或延后扣减，降低重复扩容、错误缩容和容量缺口持续风险。

3、二、技术方案

4、步骤s101，获取负载、副本成熟事件及约束状态；s102，获得多步需求预测值；s103，形成基准供给轨迹；s104，按同一时间步计算基准缺口；s105，形成硬约束动作集合；s106，按候选动作生效时间形成动作条件供给并复算缺口；s107，综合评价确定最终动作；s108，发送动作并根据实际反馈更新成熟事件。

5、三、有益效果

6、本发明按照预计可服务时间记录在途供给，在同一时间轴比较预测需求、基准供给和动作条件供给，并依据实际生命周期反馈校正后续供给轨迹。

1.一种成熟时序与动作条件供给的微服务扩缩容方法，其特征在于，由扩缩容控制设备按照预设调度周期执行，包括：获取微服务的历史负载需求序列、当前负载需求、当前可服务副本状态、待启动副本成熟事件记录集合、副本数量约束、资源配额和缩容约束状态，其中，每一待启动副本成熟事件记录至少包括事件标识、副本数量和预计进入可服务状态时间；根据所述历史负载需求序列和当前负载需求，获得预测窗口内各未来时间步的负载需求预测值；根据所述待启动副本成熟事件记录集合，统计截至各未来时间步进入可服务状态的待启动副本累计数量，并与当前可服务副本共同形成逐时间步基准供给轨迹；将各未来时间步的负载需求预测值与同一时间步的基准供给进行比较，得到基准逐时刻容量缺口；根据所述副本数量约束、资源配额和缩容约束状态形成硬约束动作集合；针对所述硬约束动作集合中的每一候选副本变化动作，根据候选副本变化动作的动作类型、副本变化量和能力生效时间形成动作生效事件集合，利用所述动作生效事件集合修正基准供给轨迹，得到动作条件供给轨迹，并将各未来时间步的负载需求预测值与同一时间步的动作条件供给进行比较，得到动作后逐时刻容量缺口；根据所述动作后逐时刻容量缺口、资源占用量和动作切换代价，从所述硬约束动作集合中确定最终副本变化动作；将所述最终副本变化动作发送至扩缩容执行环境并接收实际执行动作，在存在副本生命周期事件时接收相应的副本生命周期事件反馈，根据所述实际执行动作和已接收的副本生命周期事件反馈，更新下一调度周期的待启动副本成熟事件记录集合和基准供给轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设调度周期、预测窗口覆盖的最大能力生效时长、预测窗口长度和预测步数分别为δt、、k和h；不小于待启动副本剩余成熟时长、候选扩容动作成熟时长和候选缩容动作停止服务时长中的最大值，满足：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为计算基准供给轨迹，将时刻t的待启动副本成熟事件记录集合在保留事件标识对应关系的情况下，按照副本数量和预计进入可服务状态时间表示为

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硬约束动作集合至少包括保持动作，并从预设动作集合中筛除计划副本数超出上下界、资源请求超过可用配额或不满足缩容冷却约束的动作；所述资源配额由resourcequota、节点可调度资源、pod资源请求或扩缩容执行环境接口中的至少一种提供。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对候选副本变化动作a建立动作生效事件集合，每一动作生效事件包括有符号副本变化量和动作生效时间；未来第i个时间步的累计动作能力形成量为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，候选副本变化动作a对应的动作后逐时刻容量缺口和时间加权容量风险为：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据事件标识更新成熟事件记录：副本进入可服务状态时，按实际数量减少对应事件并增加可服务副本数；启动延迟时，按实际生效时间更新预计可服务时间；启动失败或取消时，按实际数量减少或删除对应事件；可服务副本停止服务时减少可服务副本数；实际执行动作与最终动作不一致时，以实际动作、受影响数量和实际生效时间更新成熟事件、可服务副本状态及下一周期基准供给轨迹。

8.一种成熟时序与动作条件供给的微服务扩缩容系统，其特征在于，包括：状态与成熟事件接收模块，用于获取负载需求、可服务副本状态、待启动副本成熟事件记录集合及扩缩容约束；多步负载预测模块，用于获得预测窗口内各未来时间步的负载需求预测值；成熟供给与容量缺口模块，用于形成逐时间步基准供给轨迹并计算基准逐时刻容量缺口；硬约束动作形成模块，用于根据副本数量约束、资源配额和缩容约束状态形成硬约束动作集合；动作条件供给与综合评价模块，用于形成各候选副本变化动作的动作条件供给轨迹，计算动作后逐时刻容量缺口，并根据容量风险、资源占用量和动作切换代价确定最终副本变化动作；执行接口与反馈更新模块，用于发送最终副本变化动作并接收实际执行动作，在存在副本生命周期事件时接收包含事件标识、受影响副本数量、实际生效时间和事件结果的反馈，并根据实际执行动作和已接收的反馈更新下一调度周期的成熟事件记录集合和基准供给轨迹。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使所述处理器实施权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实施权利要求1至7任一项所述的方法。

11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实施权利要求1至7任一项所述的方法。