[發明專利]基于國產CPU和OS的分布式容器集群框架實現方法

在審

• 申請號: 201711064396.6
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107766157A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 朱憲;李超;孫元田
• 申請（專利權）人: 山東浪潮云服務信息科技有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F3/06
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司37100
• 代理人: 張靖

技術領域

本發明涉及分布式容器集群服務技術領域，具體涉及一種基于國產CPU和操作系統的分布式容器集群框架實現方法。

背景技術

目前，在我國云計算信息化領域，國際廠商占據壟斷地位，國家信息安全面臨嚴重威脅。而要從根本上解決信息安全問題，必須要實現自主可控。

在國家的大力扶持下，具有自主知識產權的全國產軟硬件有了較快的發展，尤其是近年來我國涌現了眾多具有自主知識產權的基礎軟硬件產品。龍芯、飛騰、申威等具有自主知識產權的高端通用芯片蓬勃發展，技術水平達到了同類產品的世界先進水平。

同時國產基礎軟件產品的發展也欣欣向榮，中標麒麟操作系統、深度操作系統、神通數據庫、金倉數據庫、達夢數據庫、東方通中間件、金蝶中間件、中標Office辦公軟件、金山WPS辦公軟件、福昕版式辦公套件、數科版式辦公套件、中安源電子簽章、信安電子簽章等國產基礎軟件產品不斷涌現出來。這些基礎軟硬件產品在性能、易用性等方面達到或接近世界先進水平。

基于國產CPU和操作系統環境下的應用系統已經在很多地區投入使用，但目前該環境下的應用系統仍基于傳統架構，采用傳統部署模式，部署麻煩、擴展性差，難以滿足日益增長的大并發、大數據量需求。

Docker 是一個開源的應用容器引擎，讓開發者可以打包他們的應用以及依賴包到一個可移植的容器中，同時Docker是一種輕量級的虛擬化方案，Docker也具有諸多優勢，譬如相比虛擬機(VM)技術而言，Docker共享hostOS，少了guestOS對內存和CPU等資源的開銷，因此Docker效率更高，更加的輕量級化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：本發明針對目前基于國產CPU和操作系統的應用系統仍然采用傳統架構及部署模式，部署麻煩、系統擴展性差，難以滿足日益正常的大并發、大數據量需求的問題，提供一種基于國產CPU和操作系統的分布式容器集群框架實現方法，基于多種國產CPU和OS環境，構建基于Docker容器的分布式容器集群框架，支持應用系統的自動化分布式部署。

本發明所采用的技術方案為：

基于國產CPU和OS的分布式容器集群框架實現方法，所述方法將分布式容器集群框架設置為主節點、工作節點和狀態存儲節點三部分，其中：

主節點是分布式容器集群框架的管理節點，負責整個分布容器集群的管理功能；

工作節點是分布容器集群的工作節點，運行容器化的應用和服務；

狀態存儲節點是分布容器集群的狀態存儲節點，引入分布式一致性k-v存儲系統保存分布式容器集群框架的運行狀態信息。

所述主節點、工作節點采用集群部署方式。

所述主節點包含分布式容器集群框架的核心管理組件，負責實現整個集群的資源管理、容器調度、授權驗證、安全控制等管理功能，其中核心管理組件主要包含“交互服務組件”、“控制管理組件”、“調度組件”三個核心組件。

所述交互服務組件是連接其他所有服務組件的樞紐，提供了資源對象的唯一操作入口，接受并執行用戶對集群管理系統的管理操作，并提供認證、授權、訪問控制、API注冊和發現機制，其他所有的組件都必須通過它提供的API來操作資源對象；所有集群資源對象的生命周期維護都是通過調用該組件提供的API Server的接口來完成；

所述控制管理組件是分布式容器集群內部的管理控制中心，主要目的是實現分布式容器集群的狀態維護如故障檢測和自動恢復工作，包含兩個核心子模塊：節點控制器和資源對象控制器，其中節點控制器負責計算工作節點的加入和退出，實現計算節點的擴容和縮容；資源對象控制器用于分布式容器集群資源對象的管理，實現應用的擴容、縮容功能。

所述調度組件是容器中的調度器，通過“交互服務組件”提供的接口監聽待分配“容器組”任務列表，獲取待調度“容器組”，然后根據一系列的預選策略和優選策略給各個工作節點打分，然后將“容器組”發送到得分最高的工作節點上。

所述工作節點部署在基于國產CPU和操作系統的物理主機上，在工作節點上運行的組件主要包含“節點管理組件”和“節點代理組件”，“節點管理組件”管理的最小運行單元是“容器組”，一個“容器組”代表集群中運行的一個進程，“容器組”封裝著應用的一個或多個容器，存儲獨立的網絡IP、管理容器如何運行的策略選項；

工作節點還運行容器運行環境；

所述節點管理組件主要負責工作節點的管理，通過與交互服務組件通訊，獲取相應的事件，實現容器的啟動、停止、刪除操作；