基于分片复用的多版本容器镜像加载方法

容器将应用和支持软件、库文件等封装为镜像，通过发布新版本镜像实现应用升级，导致不同版本之间存在大量相同数据.镜像加载消耗大量时间，使容器启动时间从毫秒级延迟为秒级甚至是分钟级.复用不同版本之间的相同数据，有利于减少容器加载时间.当前，容器镜像采用继承和分层加载机制，有效实现了支持软件、库文件等数据的复用，但对于应用内部数据还没有一种可靠的复用机制.提出一种基于分片复用的多版本容器镜像加载方法，通过复用不同版本镜像之间的相同数据，提升镜像加载效率.方法的核心思想是：利用边界匹配数据块切分方法将容器镜像切分为细粒度数据块，将数据块哈希值作为唯一标识指纹，借助B-树搜索重复指纹判断重复数据块，减少数据传输.实验结果表明，该方法可以提高5.8X以上容器镜像加载速度.     

面向动态负载的集群容器部署方法

针对集群负载动态变化引发容器频繁迁移的问题,提出了一种基于资源预留的容器部署方法。首先,设计了基于马尔可夫链模型的单容器资源需求动态变化描述机制,用于刻画单容器的资源需求情况;其次,基于单容器马尔可夫链模型分析了多容器资源动态变化情况,以刻画容器资源需求态势;随后,基于多容器马尔可夫链提出了面向动态负载的容器部署与资源预留算法;最后,基于容器资源需求特征的分析对所提算法的性能进行了优化。基于国产软硬件环境构建了仿真实验环境,仿真结果表明,在资源冲突率方面,所提方法的性能接近最优的峰值配置策略RP,但所需宿主机数量、容器动态迁移次数明显比其更少;在资源利用率方面,所提方法的宿主机使用数量略多于最优的谷值配置策略RV,但动态迁移次数更少,资源冲突率更低;相较于峰谷配置策略RVP,所提方法在综合性能方面更佳。     

基于国产操作系统独立GUI应用研究

国产Linux操作系统运行第三方GUI应用软件需要解决软件依赖库问题,官方提供的依赖软件无法满足依赖库环境配置,导致大量第三方GUI应用软件无法在国产操作系统中安装使用.现提出一种利用容器技术把第三方GUI应用软件及其运行环境打包成独立应用软件的方案,使第三方GUI应用软件能够在国产操作系统上运行.以开源的分布式渲染系统Equalizer为目标对象,使用docker容器技术将其编译环境和运行环境所需的依赖库打包成镜像,docker镜像在国产操作系统NeoKylin上创建容器时配置容器与主机共享Linux系统中的X11服务,容器中Equalizer解析操作系统中X11文件,在主机屏幕展示图形界面.本文利用现有的docker技术制作独立镜像,并配置容器与主机系统共享Linux系统图形界面服务和显卡驱动程序,最终实现Equalizer程序在国产操作系统环境中正常使用.实验结果表明,该方案是可行的,并可以推广到其他GUI应用软件.     

基于微服务架构的国土档案系统

针对传统SOA架构设计的国土档案系统面临的服务安全、负载均衡和伸缩性等问题,设计实现了基于微服务架构的分布式档案系统.根据微服务架构思想,将档案系统功能划分为细粒度的微服务组件,微服务之间设计鉴权服务模块来实现微服务的安全访问控制,通过服务注册中心、服务网关和SpringCloud体系框架来解决系统的软负载问题,利用Docker微服务集群完成微服务组件的独立部署运行和业务功能伸缩.对档案数据文件建立了倒排索引,提高了档案数据查询时的速度和准确度.     

容器虚拟化支撑平台监测系统

在容器虚拟化支撑平台中,多种应用竞争共享资源造成监测系统难以通过设定固定阈值的方式进行异常报警,同时固定的监测周期需要在监测及时性与监测开销之间权衡.针对这些问题,本文提出了一种基于PCA的在线异常检测方法,并根据异常程度动态调整监测周期以节省监测开销.首先通过非侵入方式收集每个容器的监测数据构成数据矩阵,然后利用主成分分析的方法计算矩阵的主方向,最后计算当前与上次主方向的余弦相似度,将其作为当前系统状态的异常程度.对于异常程度超过设定的用户容忍度的容器,发送告警信息,同时根据异常程度增大或者减小监测周期.实验结果表明,对于在分布式存储系统中注入的典型错误,本方法的监测准确性达到80%以上,告警延迟控制在5秒以内,监测开销低于固定监测周期的方法.     

基于Kubernetes应用的弹性伸缩策略

弹性伸缩是云计算的关键特征,它可以根据应用程序工作负载及时扩展计算资源以实现在高并发请求下应用的负载均衡.基于容器的微服务更应具有弹性伸缩功能从而在不同的工作负载条件下稳定运行.目前广泛使用的容器编排工具Kubernetes的弹性伸缩算法灵活性差,应对突发流量Pod会频繁进行扩展,并且扩展程度不能满足当前负载要求,会造成系统不稳定.针对这一问题,本文提出了一种自动缩放机制,将响应式扩展与弹性伸缩容忍度相结合,确保了系统的可靠性,大大提高了系统的灵活性,并具有很强的应用负载能力.实验测试表明,当系统面临大流量、高并发请求时,通过本文的方法实施弹性伸缩以后,失败请求率下降97.83%,保证了系统稳定性,能够很好的实现应用的负载均衡.     

适应新能源接入的多业务集成部署站端容器加固技术研究

为适应新型电力系统多业务并存场景,便捷支撑各业务功能的集成部署,变电站站控系统需采用开放的"平台+APP"模式.该模式解决不同功能APP集成部署带来的安全边界模糊、防护措施缺失、运行环境迥异、APP隔离困难等问题.文章提出了一种基于Docker容器的国产操作系统通用调用策略限制方法,旨在为任意容器提供一种实用的安全防护...