《工业互联网平台+微服务参考框架gbt+42568-2023》详细解读

《工业互联网平台微服务参考框架gb/t42568-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义和缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4参考框架4.1通则contents目录4.2用户视图4.3功能视图4.4用户视图和功能视图之间的关系5用户视图5.1概述5.2工业微服务客户5.3工业微服务提供者5.4工业微服务协作者contents目录5.5共同关注点6功能视图6.1分层框架6.2功能组件附录A(资料性)工业微服务“服务访问”形式提供参考案例011范围本标准规定了工业互联网平台微服务的参考框架，包括微服务的定义、分类、技术要求等。1.1标准内容范围适用于工业互联网平台的设计、开发、部署、运维等过程，为各类行业提供微服务应用指南。涉及工业互联网平台与微服务之间的交互、通信、数据格式等关键方面。解决方案提供商依据本标准，为工业企业提供定制化的微服务解决方案，提升客户服务质量。工业互联网平台开发商提供微服务架构设计和开发指导，确保平台的稳定性、可扩展性和安全性。工业企业借助微服务参考框架，更好地将现有业务系统集成到工业互联网平台上，实现数字化转型。1.2适用对象范围遵循国家相关法律法规，确保工业互联网平台微服务的合规性。借鉴国际先进经验和标准，提高我国工业互联网平台微服务在国际市场的竞争力。与工业互联网平台基础标准相互补充，共同构建完整的工业互联网标准体系。1.3标准与其他规范的关系022规范性引用文件确保标准的准确性和完整性通过引用其他相关标准或规范，使本标准的内容更加准确、完整，避免重复制定。提供参考依据引用文件为本标准的制定提供了参考依据，使标准更具科学性和可操作性。引用文件的目的该标准规定了工业互联网平台的基础架构和功能要求，是制定本标准的重要参考。GB/TXXXX-XXXX该标准详细阐述了微服务的定义、特征及其与工业互联网平台的融合方式，对理解本标准中的微服务参考框架具有重要意义。GB/TYYYY-YYYY主要引用文件引用文件的应用在制定本标准时，对引用文件进行了深入研究和对比分析，确保其内容与本标准相协调，避免出现矛盾或冲突。引用文件的具体应用方式和使用场景在本标准中有明确说明，读者可结合实际情况进行查阅和应用。033术语、定义和缩略语术语微服务一种将应用程序拆分为小型、独立的服务的开发方式，每个服务运行在其独立的进程中，通过轻量级通信机制进行通信，共同实现业务目标。服务注册与发现服务注册指的是将微服务的网络地址和端口号等信息登记到注册中心的过程；服务发现则是指客户端从注册中心获取服务提供者的网络地址，从而进行远程调用的过程。工业互联网平台指面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的云服务平台。030201定义微服务引擎指用于管理微服务应用、提供核心组件云上托管等功能的中间件，如腾讯云提供的微服务引擎TSE。租户隔离高可用容灾在多租户环境下，通过技术手段确保不同租户间的数据和资源相互隔离，以满足数据安全和隐私保护的需求。通过部署多个服务实例、数据备份和容灾恢复等手段，确保微服务的高可用性和容灾能力，防止单点故障导致服务中断。TencentCloudServiceEngine（腾讯云服务引擎），一款微服务应用管理中间件。InfrastructureasaService（基础设施即服务），提供计算、存储和网络等基础资源服务的云计算模式。PlatformasaService（平台即服务），提供应用程序开发和部署所需平台和工具的云计算服务。SoftwareasaService（软件即服务），通过云计算提供软件应用服务的模式，用户无需安装即可使用。缩略语TSEIaaSPaaSSaaS043.1术语和定义工业互联网平台是工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽，是实现工业数字化、网络化、智能化的重要基础设施。定义工业互联网平台通过数据汇聚、建模分析、应用开发等核心功能，支撑制造业数字化、网络化、智能化转型。功能工业互联网平台定义微服务是一种将应用程序拆分为小型、独立的服务的开发方式，每个服务都运行在其独立的进程中，并使用轻量级通信机制进行通信。特点微服务具有独立性、可扩展性、容错性等特点，能够降低系统复杂性，提高开发效率和系统稳定性。微服务参考框架作用参考框架有助于规范微服务的开发、部署和运维过程，提高工业互联网平台的整体性能和可靠性。定义参考框架是指为工业互联网平台微服务提供指导的架构模型和实施方法。定义服务治理是对微服务进行全生命周期管理的过程，包括服务发现、服务注册、服务调用、服务熔断等。重要性服务治理能够确保微服务的可用性、稳定性和安全性，是工业互联网平台微服务不可或缺的一环。服务治理053.2缩略语工业互联网平台（IndustrialInternetPlatform）解释：指面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的云平台，是工业互联网的核心组成部分。常见缩略语解释微服务（Microservices）服务注册与发现（ServiceRegistrationandDiscovery）解释：在微服务架构中，服务注册是指将服务实例的地址、端口等信息注册到注册中心，而服务发现则是指客户端从注册中心获取服务实例信息的过程。这两个过程共同实现了服务的动态寻址和负载均衡。解释：一种软件架构风格，它将应用程序拆分成一系列小型、独立的服务，每个服务都运行在其独立的进程中，通过轻量级通信机制进行通信，共同实现业务功能。常见缩略语解释腾讯云微服务引擎（TencentCloudServiceEngine，TSE）解释：腾讯云提供的微服务框架，通过将微服务核心的组件（如注册中心、配置中心等）进行云上服务托管，提供一系列功能优势，满足用户基于开源框架快速实现微服务架构转型的需求。TSE是腾讯云在微服务领域的重要产品之一，为企业提供了高效、稳定、安全的微服务解决方案。与微服务引擎相关的缩略语在《工业互联网平台微服务参考框架》中，各个缩略语被广泛应用于描述微服务架构的组成、功能、交互等方面。例如，使用“工业互联网平台”来描述微服务的运行环境，使用“微服务”来指代具体的业务功能单元，使用“服务注册与发现”来描述服务的动态管理过程等。这些缩略语的应用不仅提高了标准的简洁性和易读性，也体现了微服务技术的专业性和前沿性。缩略语在标准中的应用064参考框架架构概述微服务架构是一种将应用程序拆分为小型、独立服务的架构风格，每个服务运行在其独立的进程中，通过轻量级通信机制进行交互。特点与优势组件与服务4.1微服务架构微服务架构具有高度可伸缩性、灵活性、可独立部署和容错性等特点，能够支持快速开发和持续交付，提高系统的整体性能和可靠性。微服务架构包括服务注册与发现、负载均衡、容错处理、数据交互等关键组件，以及业务逻辑服务、基础服务、公共服务等具体服务类型。4.2微服务开发微服务开发涉及服务拆分、服务设计、服务实现、服务测试与部署等多个环节，需要遵循敏捷开发方法和最佳实践。开发流程根据业务需求和技术特点，选择合适的编程语言、框架和工具进行微服务开发，如SpringBoot、Docker等。技术选型针对微服务架构中的性能瓶颈，采取合理的优化措施，如缓存、异步处理、服务降级等，提升系统整体性能。性能优化通过服务注册中心实现服务的自动注册与发现，确保服务之间的正常通信。服务注册与发现对微服务进行实时监控，收集关键指标数据，及时发现并处理潜在问题，保障系统稳定运行。服务监控与告警设计合理的容错机制，如熔断、限流、重试等，提高系统的容错能力，并在故障发生时快速恢复服务。服务容错与恢复4.3微服务治理身份认证与授权加强微服务中敏感数据的保护，采取加密、脱敏等措施防止数据泄露和非法访问。数据安全与隐私保护安全审计与日志分析对微服务进行安全审计和日志分析，及时发现安全漏洞和异常行为，提升系统的整体安全性。实现微服务之间的身份认证和授权机制，确保只有合法的请求能够访问特定的服务。4.4微服务安全074.1通则4.1.1范围和目的010203本部分明确了微服务参考框架的通用要求，为工业互联网平台的微服务架构提供指导。旨在规范微服务的设计、开发、部署、运维等关键环节，确保微服务的可靠性、可扩展性和安全性。涉及微服务的通信协议、数据格式、接口定义等，以促进不同微服务之间的互操作性。4.1.2术语和定义微服务（Microservice）一种独立的、小型的、松耦合的服务，专注于单一业务功能，可独立部署和升级。服务注册与发现（ServiceRegistrationandDiscovery）微服务实例向注册中心注册自己的信息，以便其他服务能够发现并调用。负载均衡（LoadBalancing）将请求分发到多个微服务实例上，以实现请求的均衡处理，提高系统的可用性和响应速度。熔断降级（CircuitBreakingandDegradation）在微服务出现故障或响应过慢时，通过熔断机制快速失败，避免服务雪崩，同时提供降级方案以保障核心功能的可用性。01020304微服务设计应遵循单一职责原则，每个微服务应仅负责一个业务功能或业务领域。4.1.3总体要求微服务之间应通过明确定义的接口进行通信，避免紧耦合和直接依赖。微服务应具备独立部署和升级的能力，以便快速响应业务需求和变化。应建立完善的微服务治理体系，包括服务监控、日志收集、性能分析等，以确保微服务的稳定性和性能。084.2用户视图4.2.1角色划分平台运营者负责整个工业互联网平台的规划、建设、运营和维护，确保平台的稳定性和安全性，提供满足用户需求的服务。服务提供者在工业互联网平台上提供各类微服务，包括数据分析、设备监控、工艺优化等，以满足不同行业、不同企业的实际需求。服务消费者通过工业互联网平台获取和使用服务提供者提供的微服务，实现自身业务的数字化转型和升级。用户界面工业互联网平台应提供直观、友好的用户界面，方便用户快速了解平台功能、浏览服务目录、下单购买服务等操作。用户反馈平台应建立用户反馈机制，及时收集和处理用户在使用过程中遇到的问题和建议，不断优化用户体验。用户培训针对不同类型的用户，平台应提供相应的培训材料和培训课程，帮助用户更好地使用平台和服务。0203014.2.2用户交互访问控制根据用户的角色和权限，平台应控制用户对平台功能和数据的访问范围，保证数据的安全性和隐私性。日志审计平台应记录用户的操作日志，以便进行事后审计和追溯，确保平台的安全运营。身份认证工业互联网平台应对所有用户进行身份认证，确保用户身份的真实性和合法性。4.2.3用户权限管理094.3功能视图支持快速迭代开发，包括服务编码、单元测试、集成测试等。服务开发与测试对微服务进行版本管理，便于追踪、回滚和更新。服务版本控制提供标准化的服务定义和接口设计，确保服务之间的互操作性。服务定义与接口设计微服务开发功能服务注册与发现实现服务的自动注册与发现，降低服务之间的耦合度。服务监控与治理对微服务进行实时监控，包括性能、可用性等方面，并进行必要的治理和优化。服务调用与通信提供高效的服务调用和通信机制，确保服务之间的顺畅交互。微服务运行功能确保只有经过认证和授权的服务才能被访问和使用。服务认证与授权对传输的数据进行加密，防止数据泄露和非法访问。服务安全与加密检测并防御针对微服务的恶意攻击，同时建立应急响应机制，确保服务的稳定性和可用性。服务防护与应急响应微服务安全与防护功能104.4用户视图和功能视图之间的关系用户视图从用户角度描述工业互联网平台的微服务参考架构，包括用户角色、用户需求、用户交互方式等。功能视图用户视图和功能视图定义从系统功能角度阐述微服务参考架构的组成要素，包括各功能模块、模块间的关系、数据流等。0102两者之间的关系功能视图支撑用户视图实现功能视图是用户视图的具体实现方式，通过合理划分功能模块、明确模块间关系和数据流，可以确保用户视图的顺利实现和高效运行。用户视图引导功能视图设计用户视图是功能视图设计的基础，通过深入了解用户需求和使用场景，可以设计出更符合用户期望的功能模块和交互方式。VS通过明确用户视图和功能视图的关系，可以更加精准地满足用户需求，提升用户在使用工业互联网平台时的体验。指导系统开发在微服务参考架构中，用户视图和功能视图共同构成了系统的开发指南，为开发团队提供了明确的方向和约束，确保系统的顺利开发和部署。提升用户体验在微服务参考架构中的作用在设计过程中，应确保用户视图和功能视图之间的一致性，避免出现两者脱节或矛盾的情况。保持一致性随着用户需求和技术的发展，应及时对用户视图和功能视图进行迭代更新，以保持其时效性和适用性。迭代更新注意事项115用户视图角色定义根据用户在工业互联网平台中的职责和功能，划分不同的用户角色，如管理员、开发者、运维人员等。015.1用户角色与权限权限管理为每个角色分配相应的权限，确保用户只能访问其被授权的资源，保证平台的安全性。02设计简洁、直观的用户界面，降低用户的学习成本，提升用户体验。界面风格优化用户操作流程，减少不必要的点击和跳转，提高用户的工作效率。交互设计5.2用户界面设计指南内容提供详细的使用手册和操作指南，帮助用户快速熟悉平台功能，解决使用过程中遇到的问题。培训与支持为用户提供必要的培训和技术支持，确保其能够充分利用平台提供的微服务。5.3用户使用指南5.4用户反馈与改进根据用户反馈进行产品优化和迭代，不断提升平台的易用性和满足度。改进迭代建立用户反馈机制，收集用户对平台的意见和建议，及时了解用户需求。反馈收集125.1概述微服务是一种软件架构风格强调将应用程序划分为小型、独立、轻量级的服务单元，每个服务单元都运行在自己的进程中，并通过轻量级通信机制进行交互。5.1.1工业互联网平台微服务定义微服务在工业互联网平台中的角色作为工业互联网平台的核心组件，微服务提供了灵活、可扩展、可复用的业务能力，支撑了工业互联网平台的快速发展和持续创新。微服务的特点包括服务独立部署、服务间松耦合、服务自治与容错等，这些特点使得微服务能够应对复杂多变的业务需求，提高系统的可维护性和可扩展性。01提供了统一的微服务开发、部署和运维标准通过制定微服务参考框架，为工业互联网平台上的微服务开发提供了统一的规范和指导，降低了开发成本，提高了开发效率。促进了工业互联网平台的生态发展微服务参考框架的推广和应用，有助于吸引更多的开发者和企业参与到工业互联网平台的生态建设中来，共同推动工业互联网的快速发展。提升了工业互联网平台的整体性能通过优化微服务的架构设计和部署方式，可以显著提高工业互联网平台的整体性能，包括响应速度、处理能力、稳定性等方面。5.1.2工业互联网平台微服务参考框架的意义02035.1.3工业互联网平台微服务参考框架的核心内容01包括服务注册与发现、服务通信与调用、服务治理与运维等关键模式，为构建高效稳定的微服务架构提供了基础支撑。明确了微服务的开发语言、框架选择、代码风格等规范，确保微服务的开发质量和可维护性。针对微服务面临的安全风险和挑战，提供了包括身份认证、授权管理、数据加密等安全防护措施，保障微服务的运行安全。0203微服务架构模式微服务开发规范微服务安全与防护135.2工业微服务客户01制造业企业作为工业互联网平台的主要用户，制造业企业通过引入微服务架构，提升生产流程的灵活性和效率。客户分类02解决方案提供商为制造业企业提供定制化的工业微服务解决方案，帮助客户实现数字化转型。03系统集成商负责将各类工业微服务组件集成到整体解决方案中，确保系统的稳定性和高效运行。客户需求数据安全性随着工业数据的不断生成和传输，客户对数据安全性的需求日益增强，要求服务提供商采取有效的数据保护措施。服务可靠性工业微服务客户要求服务具备高可靠性，确保在关键生产环节中的稳定运行。定制化支持不同制造业企业的生产流程和业务需求具有差异性，客户希望获得能够满足其特定需求的定制化微服务支持。提升生产效率通过引入微服务架构，优化生产流程，降低生产成本，提高生产效率。客户收益增强市场竞争力借助工业微服务实现的快速创新和响应市场变化能力，提升企业在激烈竞争环境中的市场地位。促进产业升级微服务架构的灵活性和可扩展性有助于推动制造业的产业升级和智能化发展。145.3工业微服务提供者010203专注于提供工业领域微服务的企业或组织。具备丰富的工业领域知识和技术实力。致力于推动工业数字化转型和智能化升级。工业微服务提供者的定义基于工业领域需求，构建高可用、高并发、低延时的微服务。服务构建能力对微服务进行全生命周期管理，包括服务发现、服务路由、服务容错等。服务治理能力对工业数据进行采集、存储、处理和分析，挖掘数据价值，为业务提供数据支持。数据处理能力工业微服务提供者的核心能力010203提供生产线智能化改造、制造执行系统（MES）等微服务。智能制造服务提供供应商管理、库存管理、物流管理等微服务。供应链管理服务提供产品设计、仿真分析、试验验证等微服务。产品创新服务工业微服务提供者的服务范围服务化深入随着制造业服务化转型的加速，工业微服务提供者将进一步深入制造业各个环节，提供更加精细化、个性化的服务。云计算融合借助云计算技术，实现微服务的快速部署、弹性扩展和按需付费，降低企业信息化成本。安全性增强加强微服务的安全防护和隐私保护，确保工业数据的安全性和合规性。工业微服务提供者的发展趋势155.4工业微服务协作者服务提供者负责开发和提供具体的工业微服务，如数据分析、设备监控等，确保服务的质量和稳定性。服务消费者通过调用工业微服务来实现特定的业务需求，如生产线控制、设备运维等。服务注册中心提供微服务的注册、发现和管理功能，确保服务消费者能够准确、高效地找到所需的服务。协作者角色定义通过定义标准的接口规范，实现服务提供者与服务消费者之间的松耦合通信。RESTfulAPI利用消息队列实现服务之间的异步通信，提高系统的吞吐量和响应速度。消息队列作为统一的服务入口，提供安全认证、流量控制等功能，保障微服务的稳定性和安全性。服务网关协作者交互方式010203服务治理通过限流、熔断、降级等手段，确保微服务之间的通信稳定可靠，防止因某个服务的异常而影响整个系统的运行。数据缓存利用缓存技术减少重复的数据计算和传输，提高微服务之间的通信效率。负载均衡根据服务的负载情况动态分配请求，确保各个服务节点能够均匀承担访问压力。协作者间通信优化165.5共同关注点确保微服务之间传输的数据受到保护，防止未经授权的访问和泄露。数据保护安全性实施严格的身份认证和授权机制，确保只有合法的用户和服务能够访问特定的微服务。认证与授权定期对微服务进行安全审计，发现并修复潜在的安全漏洞。安全审计030201弹性扩展根据业务需求，能够动态地增加或减少微服务的实例数量，以应对流量峰值和波谷。负载均衡实现高效的负载均衡策略，确保每个微服务实例都能得到合理的资源分配和请求处理。集群容错构建具备容错能力的微服务集群，避免因单个实例故障导致整个服务瘫痪。可伸缩性监控与日志故障排查版本控制建立完善的监控和日志系统，实时收集和分析微服务的运行状态和性能数据。提供便捷的故障排查工具和方法，帮助开发人员快速定位并解决问题。对微服务进行严格的版本控制，确保每次更新都能平稳过渡，避免影响现有业务的正常运行。可维护性010203标准化接口遵循通用的接口标准，降低微服务之间的耦合度，提高系统的整体灵活性和可扩展性。跨平台支持支持多种操作系统和开发语言，使得微服务能够轻松地与其他系统进行集成。开放API提供开放的API接口，允许第三方开发者在遵循规范的前提下进行二次开发和扩展。030201开放性176功能视图服务定义与描述提供标准化的服务定义和描述方法，支持服务的复用和组合。服务版本控制支持对服务进行版本控制，便于管理和追踪服务的变更历史。服务开发与测试提供集成开发环境，支持服务的快速开发和测试，确保服务质量和性能。6.1微服务开发功能视图服务注册与发现提供服务的注册和发现机制，实现服务的动态管理和调用。服务编排与调度支持对服务进行编排和调度，实现服务的按需组合和流程化管理。服务监控与日志提供实时监控和日志记录功能，确保服务的稳定性和可维护性。6.2微服务运行功能视图6.3微服务治理功能视图提供全面的服务安全保障机制，包括身份认证、访问控制、数据加密等。服务安全与防护通过负载均衡、容错处理等技术手段，确保服务的高可用性和响应速度。服务质量保障支持对服务使用量进行统计和计费，实现资源的合理分配和利用。服务计量与计费0102036.4微服务运营功能视图数据采集与分析收集服务运行过程中的数据，进行深入分析以优化服务性能。01服务评估与改进定期对服务进行评估，针对问题制定改进措施，提升服务质量。02服务推广与交易提供服务的推广和交易平台，促进服务的共享和流通。03186.1分层框架腾讯云微服务引擎该层提供微服务应用管理中间件，包括注册中心、配置中心等核心组件的云上服务托管。快速部署与租户隔离通过微服务引擎，企业能够快速部署微服务应用，并实现租户间的有效隔离，确保服务的安全与稳定。高可用容灾微服务引擎具备高可用性和容灾能力，能够确保在部分节点故障时，整体服务的可用性不受影响。微服务引擎层010203工业互联网平台是支撑制造业数字化、网络化、智能化转型的核心枢纽。制造业数字化转型工业互联网平台层平台能够采集并汇聚海量数据，通过高效的数据分析，为制造业提供有价值的信息和洞察。海量数据采集与分析工业互联网平台实现制造资源的泛在连接、弹性供给和高效配置，助力企业提升生产效率和降低成本。制造资源优化配置跨层交互与协同微服务与工业互联网的融合微服务引擎与工业互联网平台的紧密结合，推动制造业与互联网技术的深度融合。跨层数据交互微服务引擎与工业互联网平台之间实现高效的数据交互，确保信息的实时性和准确性。协同优化与创新通过跨层协同，实现微服务架构与工业互联网平台的共同优化和创新发展。196.2功能组件6.2.1数据采集组件能够接入各类传感器、设备、系统等产生的数据，包括实时数据和历史数据。支持多种数据源接入对接入的数据进行清洗、去重、格式转换等预处理操作，确保数据质量和可用性。数据预处理功能在数据采集过程中，应确保数据传输和存储的安全性，防止数据泄露和非法访问。数据安全机制010203具备高可扩展性的分布式存储能力，支持海量数据的存储需求。分布式存储能力数据备份与恢复