轻量级WEB应用管理系统的研究_开题报告

文献综述

引言

目前可用于WEB应用管理的解决方案主要有WebLogic，JBoss，WebSphere，Kubernetes，他们都提供了从物理主机、虚拟服务器、应用系统的管理能力。本文的主要目的为了研究基于开源的web中间件tomcat实现的一种轻量级WEB应用管理系统解决方案，方案吸取现有研究成果的优点。

研究现状

•••••• 重量级解决方案

Kubernetes是Google开源的容器集群管理系统，其提供应用部署、维护、 扩展机制等功能，利用Kubernetes能方便地管理跨机器运行容器化的应用，是Docker分布式系统的解决方案。这里我把Kubernetes也纳入研究的对象，是因为tomcat可部署再docker容器中并能很好的运行，京东、淘宝等众多大型互联网项目种都是docker应用非常成功典型项目，在双十一等重大促销活动种把基于Docker容器化的集群优势发挥到了极致，秒级扩容支撑了每秒超十万订单处理。这种方案需要技术难度大对运用其技术的团队要求高，并不并能在短时间内被一些中小规模的团队所掌握。

Kubernetes将物理主机抽象成一个名为Node的逻辑实体，在每给节点上运行一个proxy进程完成对控制台操作命令的响应以及对节点上资源的调度，通过定义Pod逻辑实体实现对虚拟主机管理，将Pod设定为最小的调度对象，将具备相同业务能力的pod组成Service，即一个服务集群（实现高可用、可扩展）。

WebSphere同样将物理主机抽象成Node的逻辑实体，在每给Node上运行Server再由server组成cluster，应用部署在cluster上也可单独部署在server上。在node上运行一个proxy进程来响应管理端的操作命令以及调度节点上的资源。WebLogic和JBoss解决方案中所使用的主要的实现思想也是与Kubernetes及WebSphere类似的，这里也就不再进行描述了。

以上研究的4中解决方案中，其中JBoss与Kubernetes是开源免费的而WebSphere和WebLogic是闭源收费的商业应用，JBoss、WebLogic和WebSphere

都支持EJB。Kubernetes是基于Docker解决方案，理论上他可以与其他3种种的任意一种组合使用，他们之间完全没有冲突可以把他们都发布到Docker容器中，由Kubernetes统一来完成调度管理。

••••••轻量级解决方案

Tomcat作为一款开源的Java Servlet容器其以强大的功能及优秀的性能和稳定性得到广泛应用。但Tomcat 原生的集群方案的性能不高其功能也不完备缺少对集群上应用的统一的部署和管理能力web应用的自动发现和负载均衡。本文意为研究一套轻量化的tomcat集群管理方案实现对Tomcat的统一管理，做到Tomcat实例一键启动、WEB应用一键部署自动负载均衡，管理系统自身实现高可用。

想做这么一个Tomcat的集群的管理方案是因我们在实际的项目种使用了IBM的一套名叫WebSphere的WEB解决方案，对比他的功能Tomcat就少有这方面的解决方案，网上大多也是一些如何实现集群的思路然而也是基于大量人工配置去实现的。为了得到一种强大的WEB应用系统管理工具（可以扩展包含Tomcat意外的其他web容器）便于在中小项目中更加便捷高效的使用tomcat。

目前轻量化的Tomcat集群管理方案主要有apache +tomcat的集群管理方案，主要的思路是通过apache做负载均衡使用tomcat自带集群功能完成session共享。Tomcat集群各节点通过建立TCP链接来完成Session的拷贝，拷贝有同步和异步两种模式。在同步模式下，对客户端的响应必须在Session拷贝到其他节点完成后进行；异步模式无需等待Session拷贝完成就可响应。异步模式更高效，但是同步模式可靠性更高，默认为异步模式。在异步模式下，可以通过加上拷贝确认来提高可靠性。

这种集群方种部署应用仍然需要认为手工安装部署web应用并配置apache来完成负载均属于典型“原始办法”效率低重复劳动多。当然也可以通过使用shell脚本简化一部分工作，单依然比较麻烦。总的来说虽然够轻量化但功能太少可以说几乎没有扩展什么功能。

研究目标

本文的目的是介绍如何通过现有技术组合开发一套轻量级tomcat集群管理

方案，实现对tomcat集群快速安装，在集群下快速部署发布应用，集群下应用负载均衡，实现基于集群的下的web应用的自动发现。基本思路是系统采用BS架构搭建，基于nginx和tomcat构建一个web应用作为统一的管理控制中心，使用zookeeper+keepalive搭建管理控制台集群实现平台的高可靠性。通过agent模式完成对tomcat节点管理来完成一套功能完整的信息管理系统。

二、^范文提纲

1 引言

1.1 研究集群管理方案目的

1.1.1 提升tomcat维护提效率

1.1.2 降低使用web应用成本

1.2 已有的解决方案

1.2.1  IBM的Websphere解决方案。

1.2.2  Orcle的WebLogic解决方案

2  Tomcat集群管理方案规划

2.1 实现tomcat集群管理功能

2.1.1 新建tomcat集群

2.1.2 修改tomcat集群

2.1.3 删除tomcat集群

2.1.4 查看tomcat集群信息

2.2 实现Node节点管理功能

2.2.1 新建节点

2.2.2 删除节点

2.2.3 查看节点

2.2.1 启动/关闭节点

2.3 实现Tomcat管理功能

2.1.1 部署tomcat实例

2.3.2 删除tomcat实例

2.3.3 查看tomcat实例

2.3.4 启动/停止tomcat实例

2.4 实现Web应用管理功能

2.4.1 web应用发布上线

2.4.1 web应用下线

2.4.1 web应用升级

2.5 实现Web应用统一接入管理

2.5.1 新建Web接入点

2.5.2 修改web接入点

2.5.3 删除web接入点

2.5.4 查看web接入点

2.5.5  web应用配置接入点

2.6 系统管理功能

2.6.1 新建管理域

2.6.2 删除管理域

2.6.3 新建管理员

2.6.4 删除管理员

2.6.5 修改管理信息

3 集群方案系统设计

3.1 系统框架概念设计

3.1.1 技术选型

3.1.2 一级模块划分

3.2 数据模型设计

3.2.1 表结构设计

3.2.2 表关联设计

3.3 系统交互设计  

3.3.1 用户交互设计

3.3.2 系统交互设计

3.4 系统安装部署设计

3.4.1 系统部署组建设计

3.4.2 系统

4. 系统开发过程介绍

4.1 开发工具环境搭建

4.1.1 开发工具环境配置

4.1.2 开发依赖的基本框架配置

4.2 功能实现介绍

4.2.1 项目目录结构介绍

4.2.2 项目类图介绍

5. 结束语

三、参考文献

[1] (美国)布里泰恩.Tomcat权威指南第二版.中国:中国电力出版社.2009.09

[2]黑马程序员.Nginx高性能Web服务器实战教程.中国：清华大学出版社.2017

[3]（美）Jeff Nickoloff.Docker实战.中国工信出版集团：电子工业出版社.2016

[4]温昱.软件架构设计程序员向架构师转型必备.中国工信出版集团：电子工业出

版社.2012

[5](美) Jon Mountjoy.WebLogic权威指南.东南大学出版社.2005.06

[6]龚正.Kubernetes权威指南—从Docker到Kubernetes实践全接触.中国工信出版集团：电子工业出版社.2015.12

期刊文章：

[1] 伊岚. Web上的集群技术应用. 《计算机周刊》 , 2001 (Z4) :26

[2]熊智. 高可用Web服务器集群系统负载均衡的研究与实现. 武汉大学 , 2003 

电子文献：

[1] 陈显璐、王炳桑、秦抒嘉. 自己动手写Docker.中国工信出版集团：电子工业出版社

[2]（美）荣凯拉、里德.Zookeeper分布式过程协同技术详解.机械工业出版社.2016