论文总字数：27368字

摘 要

如今，汽车正变得越来越自动化、电子化，复杂且高度互联。通过车载传感器，汽车能够获取到周边及本车环境的数据信息，并将处理过的数据传送给驾驶员和其他交通参与者。

除了作为交通代步工具，汽车在安全性和舒适性上有了新的功能和改进。然而用户的期望和要求是不断变化的，车辆软件应该设计成非整体架构风格，而且其部署应灵活、可追踪。为此，可遵循马丁.福勒的微服务概念，为车辆设计严格的面向微服务架构风格的软件系统。

在移动计算、云计算基础设施、DevOps（Development和Operations的组合词）和弹性计算等发展的推动下，微服务体系架构风格作为设计大型软件系统的整体架构风格的新替代方案，越来越受到业内的关注。工业上的整体架构风格遗留应用程序正在向面向微服务的体系架构迁移。本文对车载系统的微服务架构进行研究，并实现车载系统内各平台交互的RSI接口。在本方案中，车载信息娱乐系统上运行的应用程序或者由TCP/IP连接的设备通过RSI接口获得系统资源和功能。

在本设计中，RSI接口基于Web技术，目标是使用Web技术（HTTP, WebSockets）为系统端和应用端的开发人员提供方便的服务接口。

关键词：微服务，RESTful接口，RSI协议

Abstract

Nowadays, automobiles are becoming more and more automated, electronic, complex and highly interconnected. Through on-board sensors, the vehicle can acquire the data information of the surrounding environment and the vehicle environment, and transmit the processed data to drivers and other traffic participants. In addition to being a transportation vehicle, automobiles have new functions and improvements in safety and comfort. However, users' expectations and requirements are constantly changing. Vehicle software should be designed in a non-holistic architecture style, and its deployment should be flexible and traceable. To this end, we can follow Fowler's concept of micro-service and design a strict micro-service-oriented software system for vehicles.

Driven by the development of mobile computing, cloud computing infrastructure, DevOps and flexible computing, as a new alternative to the overall architecture style of large-scale software systems, micro-service architecture style has attracted more and more attention in the industry. The legacy applications of the industry's overall architectural style are migrating to a micro-service-oriented architecture. In this paper, the micro-service architecture of the vehicle system is studied, and the RSI interface between platforms in the vehicle system is realized. In this scheme, applications running on the vehicle information entertainment system or devices connected by TCP/IP acquire system resources and functions through RSI interface.

In this design, RSI interface is based on Web technology. The goal is to use Web technology (HTTP, WebSockets) to provide a convenient service interface for system and application developers.

KEY WORDS: Microservices, RESTful Interface, RSI protocol

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3研究目标及内容 4

1.4论文的组织结构 4

第二章 微服务架构的相关技术 5

2.1微服务架构 5

2.1.1微服务架构概述 5

2.1.2微服务架构的特征 6

2.1.3微服务接口设计要点 9

2.2微服务架构技术栈及应用举例 10

2.2.1微服务架构的技术栈 10

2.2.2微服务架构应用举例之微信朋友圈 12

2.3微服务接口相关技术 15

2.3.1 RESTful API 15

2.3.2 RSI协议 16

2.3.3 WebSocket协议 16

2.4本章小结 17

第三章 车载微服务架构的设计 18

3.1车载系统概览 18

3.2车载系统的微服务架构 19

3.3微服务调用流程 21

3.4本章小结 23

第四章 实验结果与分析 24

4.1 RSI Demo的构成 24

4.2运行结果及分析 25

4.3 本章小结 28

第五章 总结与展望 29

5.1论文整体总结 29

5.2论文后续工作展望 29

参考文献 30

致 谢 32

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

如其他许多物联网一样,如今的汽车正变得更加自动化、复杂和高度互联。它们可以被视为能够感知其环境并将处理过的数据传送给消费者(尤其是,司机和其他交通参与者)的实体。除了作为交通工具之外,车辆现在还肩负着为消费者在安全功能和舒适应用方面提供新功能和改进的任务。因此,汽车行业面临着新的挑战和难题。近年来，软件工程界出现了云计算的趋势。不断变化的基础设施环境对架构样式提出了需求，这些架构样式利用了云基础设施提供的机会，并解决了构建云原生（Cloud-native）应用程序的挑战。在此背景下，在行业中引起大量关注的体系结构风格是微服务体系结构。

正如特斯拉的自动驾驶系统一样,为应对不断变化的用户期望、需求和调整软件的需要(即使是在售后),车辆软件需要以一种非整体的方式设计,并以灵活和可追踪的方式部署。为此，可遵循马丁.福勒的微服务概念，以严格的面向微服务的方式为车辆设计软件系统。微服务被认为是通用面向服务体系架构风格的专门化。根据马丁.福勒的说法,基于微服务架构设计的应用程序会被设计成一组小型服务，每一个服务在各自的进程中运行，服务与服务之间的通信机制是轻量级的。微服务有几个好处，例如服务是独立开发和独立部署的，能够在IAAS（Infrastructure as a Service，即基础设施即服务）环境中实现更灵活的水平扩展，以及开发人员之间更高效的团队结构。一般情况下，不同的微服务会由不同的开发团队来构建，各团队之间通过向外提供的服务接口将负责各种业务功能的微服务联系起来。因此，毫不奇怪，像Google和eBay、Netflix等大型互联网行业公司已经为从最初的单块架构到面向微服务的应用环境做出了巨大努力。

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