基于微服务的跨网络电网通信序列自动化调用研究_冷迪.pdf

，研究与设计微型电脑应用 年第 卷第期作者简介：冷迪（），男，硕士，高级工程师。研究方向为信息架构、云平台、微服务；李英（），女，硕士，助理工程师。研究方向为信息架构、云平台、微服务。文章编号：（）基于微服务的跨网络电网通信序列自动化调用研究冷迪，李英（深圳供电局有限公司，广东，深圳 ）摘要：随着社会科技的不断深入发展，电网企业引进与吸收了先进的软件开发架构和方法，微服务作为一种新型的开发架构和理念已经深入电网软件开发领域。微服务采用轻量级的技术，将传统的整体式应用开发模式转变为分布式开发模式。一个大型复杂的系统被分成一个或多个小系统（微服务）组成，每个小系统都能被独立部署，那么也就意味着在进行微服务数据传输时，会有更多的通信序列产生。如何保障这些序列在跨网络电网通信过程中的传输性能，将是需要研究的问题。而基于微服务的跨网络电网通信序列自动化调用是设计一种新型的通信序列与路由动态变更架构相结合的一个有机系统，能够改变现有专业技术壁垒、数据无法跨网络电网贯通、高误码率和低传输速率的局面。关键词：跨网络；微服务；通信序列中图分类号：；文献标志码：，（，）：，（），：；引言随着 于 年月写的一篇文章“”的发布，微服务的概念开始逐渐流行起来。作为软件应用领域非常热门的概念，微服务是去中心、独立、自治、跨语言的小型软件实体，微服务架构将软件系统构建为通信互联、高内聚、松耦合的自主服务集合。随着电网企业对软件开发的要求越来越高，软件规模越来越庞大且越来越复杂。电网企业在开发过程中充分借鉴微服务的独立部署、互不干扰、支持不同的编程语言等特点，作为自身开发的利器。由于微服务运行在各自的进程中，通过代表性状态传输应用程序编程接口 之类的轻量通信协议彼此通信。为此电网企业在软件的开发过程中，面临着这样的问题，就是如何确保基于微服务的通信序列能够跨网络电网通信进行自动调用，这就是本文需要研究的一种技术。这种技术涉及一种电网通信序列的构造方法以及该序列在跨网络通信时的自动调用。基于微服务序列设计的好坏，很大程度上决定了整个系统的误码率性能和传输速率，因此设计优良的序列显得更有意义。并且如何在动态网络中自动提取正确的通信序列以确保数据的完整性也显得尤为重要。基于微服务的跨网络电网通信序列自动化调用微服务是一个大型复杂的软件应用由一个或多个微服务组成，每个微服务可被独立部署，同时它们之间也是松耦合的，每个微服务仅需要专注地完成一件任务并很好地完成该任务即可。它具备了围绕业务能力组织服务、自动化部署、去集中化的特点。正因为这些特点的存在，它能为用 ，研究与设计微型电脑应用 年第 卷第期户提供更具个性化、差异化、即时化的信息服务。那么在电网通信序列的设计方面，如何利用微服务的架构来进行序列设计是解决本文问题的关键。电网通信序列的构造方法由于序列设计是电网通信系统中的一项关键技术，因此本文涉及的电网通信序列是在借鉴 通信系统中进行设计构造的。在遵循了优良的性能、大序列数目、良好的随机性、线性复杂度、平衡性、周期长度等序列设计的基本要求和准则框架下，本文基于微服务架构重新设计构造了一种新的序列，其构造方法如：构造序列的长度值为目标长度值的初始 （）、序列（将 和 基于布尔函数构造的二元 互补对进行扩展，得到的多相的 互补对，互补对中的每条序列便被称为 序列），目标长度值是大于等于的偶数值；将初始 序列平均分配给四个子序列；获取进行数据请求的客户端数量，该数量作为目标数量值；在初始 序列中选取连续的目标数量的子序列作为目标序列，分配各个目标子序列到各个客户端，其他子序列的值设置为，从而得到复用 序列。图序列构造图 序列的构造公式如下：（）（）（）（）（）（）（）其中，表示初始 序列，表示目标正整数值，表示目标偶数值，和都属于（），表示，的置换，并且（），（）。在将初始 序列均分给个子序列时，需要对初始序列进行 调制，调制公式为（）（）其中，表示调制 序列，表示目标正整数。跨网络通信的方法为了使基于微服务的电网通信序列能够在跨网络电网中自动调用，本文设计了一种路由动态变更的架构，该架构包括了本地路由端、远程路由端、路由信息管理服务单元、本地数据库或文件系统。路由动态变更架构从本质上来看就是分布式架构，应用程序被构建为多个不同的小型服务的集合而不是单个应用程序。它可以同时运行多个独立的应用程序，而这些独立的应用程序可以使用不同的编码和编程语言来创建。采用微服务的方法，庞大而又复杂的应用程序可以由多个独立图路由动态变更架构的进程可自行执行的简单、独立的服务组成。这些小的服务组合在一起，每个服务运行于独立的进程，它们采用轻量级交互，从而可以提供庞大的单程序所具备的所有功能。在架构中，由于系统和服务的细分，导致了系统结构的复杂性，而 由于具备简单、高效、跨平台、易开发、易测试、易集成的特点，所以成为了不二选择。微服务通信序列是指根据客户端请求的 ，按照相应的匹配规则将请求的信息分配给相应的微服务处理程序，从而保证一个请求的到来能够正确通过不同电网网络找到其对应的服务实例。远程路由端用于缓存路由信息，这里的路由信息是路由信息管理系统服务单元用于对外提供更新路由信息的接口、发布路由信息，并将发布后的路由信息持久化到本地数据库或文件系统中，也包括了路由数据和相对应的版本号。本地路由端是以 为基础的 网关（网关是分散在各个业务系统微服务的 聚合点和接入点，外部请求通过访问这个接入点时，即可访问内部所有的 服务。它是一个处于应用程序和服务之前的系统，主要用于保护、增强和控制对于内部服务的访问。），能定时从远程路由端拉取路由信息，并将拉取到的路由信息与本地路由端中的路由信息进行版本号对比，如果不一致，则通过事件发布与监听的机制更新本地路由端的路由信息，并使路由配置生效，实现电网的微服务能够跨网络通信的路由动态变更，最终实现基于微服务的电网能够自动跨网络通信，否则继续定时从远处路由端拉取路由信息。远程路由端（内存数据库）是将数据放在内存中直接操作的数据库，可以很大程度上提升读写速度。抛弃了传统的磁盘数据管理方式，重新设计了全部数据都在内存中的体系结构，在数据缓存、快速算法、并行操作方面都进行了相应的改进 。基于微服务开发的路由动态变更架构能够改变传统通信序列在跨网络电网通信过程中需要更新修改配置文件或代码并重启相关策略系统的局面。并且能够降低通信过程中高峰值平均功率比（）的问题，有效地降低通信过程中性能的波动。微服务跨网络电网通信序列自动调用的实施方法在实施微服务的时候，应用层会将业务数据流通过领域驱动设计下的技术进行解析处理，从而获得相应事件元的信息。事件元的信息包括了通信序列、五元组（源、目的、源 、目的 、端口号）、有效载荷（）等信息。通信序列通过 调制之后，变成个子 序列，每个子 序列都包含了相应的五元组和有效载荷。每个子序列都通过路由动态变更架构中的 网关进行调用提取，对提 ，研究与设计微型电脑应用 年第 卷第期取出来的序列与通过 调制后的 序列所特有的特征进行对比匹配，若匹配成功，说明该序列是正确的。将正确的 子序列数据交由路由动态变更架构，实现在不同的网络环境内相互通信。图微服务跨网络电网网络拓扑微服务跨网络电网通信序列自动调用方法验证 实验资源为了验证基于微服务跨网络电网通信序列自动调用，需要用到的资源包括了硬件和软件，具体需求明细如表所示。表实验资源清单资源数量说明微站或无线路由器为终端提供接入和服务的接入点 不同类型终端在不同网络中获取微服务的情况企业级路由器用于配置搭建动态路由变更架构 服务器用于搭建各类局域网微应用程序计算机用于配置网络和处理数据 系统若干用于编译设计构造序列、微应用程序、路由架构等 用于数据报文抓取，分析相关应用程序和架构等都是在 系统上编译完成，然后再将应用程序分配到不同的设备单元上。验证过程和数据分析每次进行微服务数据传输时，我们都会选取其连续的子序列作为客户端使用的目标子序列，然后将初始 序列中的目标子序列之外的其他子序列的值置为来得到复用 序列，从而使得数据在传输时，其子块的 值较低。这里，我们设定正整数和偶数来构造一个序列长度为的 序列，（）（）当取，时，则序列为（，）（）假设数据传输的客户端数量为时，构造条长度为的序列；当数据传输的客户端数量为或时，则分别构造条长度为 的子序列（序列、，序列、，序列、）、条长度为 的子序列（序列、，序列、）。由表可知，的值越小越稳定。表 序列的 上限值客户端数量序列序列序列序列 .这里涉及的 计算式为 （）（）（）其中，（）为时间连续的 信号，是求函数的数学期望。假设将这个子序列分别分配给个用户，若只有用户传输信息，经过复用后的 序列为（，）（）此时的 （）.；同理在一个时序里只有一个用户传输数据，（）.，如果同时有两个用户传输数据，则 （）.。由此可以看出，一个时序内，只有一个用户进行数据传输时，其 值较小，且波动较小。接着，路由动态变更架构中的 网关对每个子序列进行提取调用，然后对提取出来的数据序列 与经过 调制后的 序列所特有的特征进行对比匹配，若能匹配成功，则将序列数据交由路由架构做下一步处理。在路由动态变更架构中，本地路由信息管理服务同时提供发布功能，它会将获取到的子序列数据中相对应的路由信息及时更新到远程路由端，让远程路由端时刻维持着最新的路由信息。本地路由端也会同时创建一个定时任务，定时拉取远程路由端中最新的路由信息，比如每分钟拉取一次，然后对比路由数据的版本号，如果不一致则更新本地路由端的路由信息，从而保证本地 网关中的路由信息是最新的。然后将 网关中的路由信息动态刷新到路由缓存中，即让加载的最新的路由配置在 网关中生效，无需编写修改文件或代码，无需重启相关路由系统，保障了系统的可持续运行。（下转第 页），研究与设计微型电脑应用 年第 卷第期其他体育赛事的视频裁判系统开发中，为每一种体育赛事设计针对性的视频裁判系统。参考文献陈骐，刘泳庆，肖书明，等 当前我国体育工程领域的研发需求情况分析 中国体育科技，（）：马振嘉 人工智能在篮球运动中的运用分析 延安大学学报（自然科学版），（）：杨楷芳，马苗，黄聪 智能体育工程发展综述 计算机技术与发展，（）：鲁志琴，陈林祥，任波人工智能对我国体育产业发展的推动作用 体育学研究，（）：王相飞，王真真，延怡冉 人工智能应用与体育传播变革上海体育学院学报，（）：郭建平，李希，刘俊明，等图卷积网络的行为识别技术在空手道技战术分析中的应用 湖南师范大学自然科学学报，（）：竺大力，赵晓琳 智能时代体育文化的媒介传播与数字审美新特质体育与科学，（）：路来冰，王艳，马忆萌，等基于知识图谱的体育人工智能研究分析 首都体育学院学报，（）：原翔，唐凤成 惹争议：中外争议判罚对比研究当代体育科技，（）：孟红玉，鲁天学，杨丁欢 体育训练运动视频分析系统的设计 与 应 用 当 代 体 育 科 技，（）：张彬彬排球比赛鹰眼挑战系统工作原理及影响太原城市职业技术学院学报，（）：陈世杰，邱硕立 鹰眼系统在排球比赛中的应用分析 四川体育科学，（）：汤啸雷视频助理裁判（）系统对中超比赛的影响：以 赛季为例体育科技，（）：（收稿日期：）（上接第 页）图路由动态变更架构流程图总结本研究基于微服务的跨网络电网通信序列自动化调用研究，通过构造一种新的基于微服务的 通信序列，在确保 值较小，波动较小的前提下，能够供路由动态变更架构中的 网关自动调用。路由动态变更架构在提取调用相关序列的过程，既保证了提取信息的准确性，又节约了人工提取的时间。路由动态变更架构改变了传统的微服务路由系统中路由信息的更新需要修改配置文件或代码并重启路由系统的局面，支持基于微服务路由信息的动态变更与生效，很大程度上保障了系统的持续运行，简化了相关的开发工作。参考文献李彬，贾滨诚，孙毅，等基于网络编码的电力通信网跨层保 护 算 法 电力系统自动化，（）：张秀艳大数据时代图书馆的微服务研究课程教育研究（新教师教学），（）：张国生基于领域驱动设计和 分层架构模型的微服务软件建模 中国电子科学研究院学报，（）