[發明專利]一種基于Docker集群的彈性任務調度系統及方法

在審

• 申請號: 201810173004.8
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108388472A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 劉鵬;徐高潮;金鎮君;丁言;李陽;葛佳琦;吳春毅
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50;G06F11/14
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發明涉及一種基于Docker集群的彈性任務調度系統及方法，屬于計算機技術領域。包括構建Rancher集群，創建負載均衡器，創建任務調度器，創建資源監控器，創建彈性控制器，創建Docker私有鏡像倉庫。本發明通過Docker集群構建分布式的任務調度系統，能夠有效避免單點故障的同時提升了物理資源利用率；能夠根據系統負載動態地增加或減少業務服務器，具有很好的彈性，能夠適應請求量突增等情況；可直接使用Docker鏡像實現快速部署，當出現服務器宕機時，可快速恢復系統運行狀態，具有極強的穩定性及可擴展性。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，特別是涉及一種基于Docker集群的彈性任務調度系統。

背景技術

經過多年的發展，云計算已經從研究階段真正的步入大范圍的使用階段。包括搜索、電商、游戲等各種業務都已部署在數據中心，通過云計算的服務模式獲得更高的資源利用率，更快的響應時間并且能夠承擔更大的并發訪問量。因此，各大企業也爭相整合現有硬件設備以搭建私有云，并將企業的業務遷入云端。在這種多業務的數據中心中，往往為每個業務提供多臺運行相同業務的服務器，從而加大并行處理能力，加快請求響應速度。在這種前提下，任務調度成為數據中心需要解決的關鍵問題之一，它按照特定目標為用戶請求選擇合適的響應服務器。

一般來說，任務調度可以通過硬件和軟件兩種方式來實現，硬件任務調度系統固化了調度算法，具有速度快的優點，但不夠靈活且成本較高。而軟件任務調度系統，雖然能夠靈活的選擇算法但是速度相對較慢且自身占用較多的服務器資源。此外，面對當前業務種類不斷增加，突發訪問量巨大等現實條件，這兩種任務調度方法都存在著彈性較差的缺點，不能夠根據業務請求量動態調整。在硬件實現方式中，當訪問量突增時可能出現單點故障造成整個系統的癱瘓，為此只能通過增加硬件調度器的方式來實現橫向擴展，這無疑將帶來很高的成本，而當業務量下降時過多的硬件調度器將造成資源的浪費。相比之下，基于軟件實現的任務調度可以通過簡單的增加通用服務器來實現系統的擴展，甚至可以使用虛擬化技術來提升系統的資源利用率，但是傳統的虛擬化技術自身將帶來較大的額外開銷，并且軟件部署過程復雜，啟動速度慢，不能夠及時應對業務量的變化。

Docker作為目前最流行的容器級虛擬化技術，其具有輕量、靈活、啟動速度快等優點，天然的適合實現系統彈性，目前很多數據中心已經通過將業務部署在Docker上來實現自動化的伸縮，實現彈性集群，但在任務調度系統中尚未出現。另一方面，Docker集群技術發展迅速，以Kubernetes、Mesos、Swarm以及Rancher為代表的容器編排引擎不斷完善，使Docker集群易于部署、維護和擴展。為此，基于Docker集群的應用將不斷增加。

發明內容

本發明提供一種基于Docker集群的彈性任務調度系統及方法，是一種可自動伸縮的分布式任務調度系統，該系統不僅需要快速完成任務調度，還必須能夠避免傳統調度方式中存在單點故障的問題，更重要的是能夠根據請求量大小完成調度系統的自動伸縮，并且方便在數據中心中快速完成部署及算法更新。

本發明采取的技術方案是：

一種基于Docker集群的彈性任務調度系統：包括：

(1)構建Rancher集群：選擇其中一臺服務器作為RancherServer節點，而包括RancherServer自身在內的全部N臺服務器都作為RancherAgent節點，系統中的所有功能容器都分布在RancherAgent節點上；

(2)創建負載均衡器：負載均衡器利用Nginx實現，拉取Nginx的Docker鏡像后，需要配置高可用(HA)特性，通過結合Keepalived服務，當MASTER節點宕機時，能夠快速啟動BACKUP節點，使業務中斷對用戶來說是透明的；

(3)創建任務調度器：任務調度器基于開源的Haproxy實現；具體一種基于一致性哈希算法改進的新任務調度算法，在Haproxy源碼中增加算法后通過源碼編譯安裝。