面向异构容器云的应用迁移方法

为满足基于Docker容器的应用在Kubernetes集群和Docker Swarm集群之间的迁移需求,研究A-Migrator异构容器云应用迁移系统。通过Kubernetes和Docker Swarm的应用编排调度策略,给出两者之间编排信息转换的可行方法,并提出基于镜像预同步的应用迁移技术。实验结果表明,A-Migrator异构容器云应用迁移系统可实现基于Docker容器的应用在2个集群之间的迁移,且引入镜像预同步技术后应用迁移时间平均减少60.33%。     

高校数据中心云原生平台安全风险研究

随着高校信息系统逐步向微服务架构发展,基于Docker容器技术和Kubernetes容器编排技术构建的云原生平台在高校数据中心规模扩展迅速.云原生平台架构复杂,相比传统虚拟化模式存在着更多的安全风险.本文结合高校数据中心云原生部署现状,按照云原生的系统架构从容器安全、容器编排系统安全、服务网格安全、微服务安全四个方面深...     

Ubuntu与Rancher联合发布Kubernetes云原生平台

在Kub ernetes领域盛会KubeCon上, Ubuntu所属公司Canonical与Rancher Labs合作, 宣布推出一个基于Ubuntu、 Kubernetes和Rancher 2.0的应用程序交付平台——Cloud Native Platform (云原生平台, 简称CNP).CNP云原生平台将使用户能够通过从开发、 测试到生产环境的单一工作流管理门户, 轻松地在Kubernetes上部署、 管理和操作容器. 用户可以利用Docker容器和helm charts丰富的应用程序目录, 极大地简化部署工作, 提高开发速度. 基于Canonical的Kubernetes分发版, CNP云原生平台将实现无缝管理用户、 访问控制和集群管理. 计划于明年年初正式发布的Rancher 2.0, 包含了在生产中管理多个 Kubernetes集群所需的一切.Rancher 2.0的极简而友好的用户体验让用户能够轻松掌握Kubernetes的全部功能. 用户认证、 健康检查和监控的集中管理提供了更高的可视性和控制力. 用户可以使用Canonical的Kubernetes分发版或云托管的Kuber-netes服务支持和管理新的Kubernetes集群, 所有集群都可以实现在 Rancher 2.0 中的统一导入与纳管.Canonical Ubuntu可用于公有云和私有云. 且Canonical保持着与AWS、 Azure、 Google和Oracle的合作, 优化Ubuntu 客户端以访问位于这些云中的容器. 同时, Canonical还与 Google GKE合作, 让用户可以在企业Kubernetes部署和Google SAAS产品之间启用混合操作.     

基于Kubernetes的RISC-V异构集群云任务调度系统

随着在云计算领域得到广泛的应用和关注,集群容器编排管理平台Kubernetes已广泛应用于容器化应用服务的自动部署和发布、应用弹性扩展和回滚更新、故障检测和自我修复等服务场景.第5代精简指令集计算机(fifth-generation reduced instruction-set computer, RISC-V)具有精简化、模块化、可扩展和开源4大技术特点和优势,已经得到学术界和工业界的广泛关注.本文立足于Kubernetes生态和RISC-V生态的协同研究点,为Kubernetes调度器提供异构指令集架构(instruction set architecture, ISA)的云服务任务调度支持.本文通过对生产环境中RISC-V指令集架构的各类计算任务需求进行了量化分析,发现现有的集群容器编排平台Kubernetes不具备调度RISC-V指令集架构的计算任务的能力,尤其是其调度算法无法利用RISC-V用户自定义的可扩展指令集架构特性提供高性能的可靠服务.为解决上述问题,本文提出了一种创建时调度的ISAMatch模型,综合考虑指令集亲和性、同种指令集架构节点数量和节点资源利用率等多个方...     

基于裸金属架构的容器云框架设计

随着云计算技术的发展，容器云越来越多地被应用实践，Docker+Kubernetes构成的应用运行平台不足以支撑IT基础设施与信息化全生命周期管理的便捷需求，鉴于此，提出以Docker+Kubernetes的容器环境为基础，增加IT基础设施与信息化全生命周期管理的各类组件，设计了基于裸金属架构的容器云框架，指导自主行业容器云平台或是开源云平台开发，为企业级云计算平台发展提供应用路径参考。     

基于Kubernetes的CI/CD平台

随着互联网的快速发展以及互联网业务、用户数量的不断增多,越来越多的传统单体应用为了方便拓展新业务、增加可复用度,已经选择将业务拆分为多个微服务,这样可便于后期的管理和拓展.但若以传统的方式在云平台去部署多个微服务是非常繁琐且消耗人力物力.为了实现敏捷开发和快速部署,减少开发与运维之间团队的时间损耗,在分布式容器编排引擎平台Kubernetes的实验环境中,研究在其中部署CI/CD流水线服务,从而使代码到服务实现自动化构建.     

容器云在地震资料处理中的应用探索

针对地震资料处理环节中软硬件资源使用上存在的专业软件独占计算机资源,计算资源利用率低和计算机集群硬件性能没有充分发挥等问题,通过对docker容器云技术的研究,基于Docker、Kubernetes及相关的容器生态技术,构建高可用容器云平台,根据地震资料处理专业软件的具体需求,构建具有特定发行版操作系统的专业软件镜像,编写专业软件多进程启动和集群自动化编排的执行程序,实现处理软件的应用云化及软件部署的自动编排,不仅可以提高计算机集群硬件资源的利用率,而且能显著提升软件运行性能。     

异构容器云间应用迁移模型研究

为解决基于Docker容器的应用跨异构容器云迁移的问题,针对主流的异构容器编排引擎的编排原理进行了研究,同时也研究了主流容器服务提供商之间的异构性,在此基础上提出了基于Docker容器的应用跨异构容器云迁移的三层模型。为提高基于Docker容器的应用跨异构容器云迁移的效率,提出基于镜像预同步的应用迁移技术。实验结果表明,利用三层模型能成功实现应用跨异构容器云的迁移,并且在引入镜像预同步技术前后,同构云异构容器编排引擎之间的应用迁移时间平均减少了60.33%,异构云Kubernetes集群间的应用迁移时间平均减少了43.67%。     

基于Tekton的容器云持续集成和部署平台研究

随着灾害应急云中心业务复杂度的增加和需求的不断变化,快速、持续高质量的实现应用集成和部署成为运维开发的主要目标。为了便于后期的管理,基于微服务架构将现有架构业务功能拆分为多个微服务,针对传统Jenkins方式在Kubernetes容器云平台上部署微服务可能存在的问题,提出了一种基于Tekton的容器云持续集成和部署（Continuous Delivery&Continuous Deployment, CI/CD）方法,研究搭建一个基于Tekton的流水线（Pipeline） CI/CD平台。实践表明,该平台实现代码拉取、编译、镜像构建打包、push镜像、拉取镜像到升级更新部署Kubernetes集群Pod服务自动化流水线管理部署,整个自动化流水线部署流程花费时间约4min左右,实现从新代码提交到交付部署,无需人工干预,大大提升了CI/CD的效率。     

基于Bazel和Helm的微服务构建

微服务架构的采用已经彻底改变了今天开发应用程序的方式。但是,当持续集成应用到微服务时,需要考虑如何将持续集成的构建与每个微服务映射。如果仅仅修改了某个微服务的一行代码,如何更高效地对所影响的微服务重新进行验证和构建,特别是面对庞大的代码库时。鉴于此,谷歌开源的Bazel工具可以处理大规模数据构建、共享代码库以及从源代码构建的软件相关问题。在微服务架构中,容器编排是一个新的挑战,Kubernetes解决了这个问题。在部署每个微服务时,需要确保在部署升级时不影响下游服务。Helm通过Helm Chart管理Kubernetes应用程序,可以使团队定义、安装和升级最复杂的Kubernetes应用程序。     

基于Kubernetes的云原生数据库集群部署方案

针对气象结构化数据在单机数据库环境下存在缺乏灵活扩展和资源利用率低下的问题,提出了一种基于Kubernetes的云原生数据库部署方案,将MySQL数据库运行在Kubernetes+容器的环境,通过集群部署调优,形成分布式云原生数据库服务能力。该方案利用Shared Everything+Shared Storage的存储计算分离架构实现资源池化高效管理;利用Shared Nothing的分布式架构,实现数据水平分片、水平扩展。测试结果证明,该方案具有较好的横向扩展和数据查询性能。     

微服务环境下容器编排可视化实践研究

伴随着云计算的快速发展,海量数据等业务需求的处理无法只依赖单体应用程序。微服务软件架构模式以其模块化、可扩展、高可用的应用优势为应用程序的开发带来了新的设计思路。容器是基于共享Linux内核、面向应用的一种新兴的轻量级虚拟化技术,以Docker为代表的容器技术为微服务提供了理想的载体。同时,以Kubernetes为代表的容器编排工具则极大地简化了容器化微服务创建、集成、部署、运维的整个流程。在开发和运维向“面向容器”的转变中,会带来数量庞大且关系复杂的服务组合,此时微服务的创建与部署则变得尤为重要。从易用性角度出发,提供了一种容器编排的可视化方法,实践分析显示,利用此方法进行的微服务部署不仅为研发人员提供了友好型服务创建界面,而且还便利了服务创建过程,提高了开发效率。     

基于Kubernetes的卫星遥感数据容器云平台

随着卫星遥感行业进入大数据时代,传统的数据处理平台日渐难以满足卫星遥感数据快速积累的发展需求,同时也对系统在动态调度资源、易维护、弹性扩展、复杂度可控和灵活部署等方面提出了更高的要求。针对上述问题,文章引入容器技术及Kubernetes容器集群管理系统,设计实现了基于Kubernetes的开源容器云平台,将单个业务系统拆分成多个独立运行在相互隔离容器中的服务,实现了应用服务容器的调度和管理、快速部署和迁移,并以GF7高分卫星数据为例进行验证,验证了容器集群能够有效处理卫星遥感数据,提高了卫星遥感数据处理平台的资源利用率和运维效率;文末结合卫星遥感行业的现状及特点,就容器化应用的前景及面临的困难进行了展望分析。     

基于容器技术的电力设备仿真云平台设计与开发

针对电力设备设计仿真流程中成本高、计算资源利用效率低等问题,利用Docker容器化技术和Kubernetes容器编排技术,构建基于容器的电力设备仿真云平台。结合仿真云平台的需求,从功能实现、镜像构建、云平台架构等方面设计云平台各模块,并对云平台运行中的关键处理流程进行分析。在此基础上,通过动态构建技术从特性匹配、调度算法等方面对云平台的运行进行优化。应用实例结果表明,基于容器的电力设备仿真云平台能充分发挥云平台的优势,正确地根据用户提供的参数应用模板进行仿真。     

基于Kafka和Kubernetes的云平台监控告警系统

为了实现对容器云、主机设备以及业务系统的实时监控, 设计了一种基于Kafka和Kubernetes的云平台监控告警系统. 通过Kubernetes对Docker容器进行管理, 通过Kafka接收不同地区不同主机的设备运行信息, 通过探针对业务系统进行监控, 并且通过告警的关联规则设置, 减少了冗余告警, 增强了告警的故障检测能力, 提高了告警的准确度.     

Docker容器技术的应用部署平台设计与研究

为了解决目前企业应用管理平台存在的云储存服务器资源消耗不断增长的问题,从而为企业用户提供高可靠性服务,本文首先对基于云计算的Docker容器技术进行了研究,在分析企业应用部署需求的基础上,利用成熟的Web应用开发框架,基于Docker容器引擎设计并实现了一套应用部署平台,同时还实现了应用的编排和自动部署.从CPU和内存...     

面向Kubernetes的多集群资源监控方案

应用系统的复杂化与微服务化促进了容器的广泛使用, 企业往往会根据业务需要使用Kubernetes搭建多个集群进行容器的编排管理与资源分配. 为实时监控多个集群的工作状态与资源使用情况, 提出了面向Kubernetes的多集群资源监控方案, 对Kubernetes提供的CPU、内存、网络以及存储指标进行采集, 根据采集数据的类型对部分数据进行计算以获取更直观的监控指标, 实现了多层级多类型的存储, 并提供监控数据的REST接口. 通过实验, 验证了本设计对集群资源的消耗低, 具有较好的性能.     

基于Kubernetes的水平弹性扩缩容系统

Kubernetes的诞生，降低了应用开发者对基础架构和运维团队的依赖，为其提供了强大的工具来编排和调度容器及虚拟机，已经成为分布式集群系统开发及管理的事实标准。Kubernetes通过核心组件HPA（Horizontal Pod Autoscaler）监测集群中CPU和内存的使用情况，并依据这些指标来对微服务集群进行扩容和缩容。但是这些简单的度量指标不能满足实际应用的扩缩容诉求，虽然在社区的最新版本中已经做出了改进，实际效果依然差强人意。本文在原生平台的基础上，设计一种叠加的弹性扩缩容系统E-HPA，可以通过灵活简易的配置方式提供丰富的用户可定制的度量指标，弥补Kubernetes在水平弹性扩缩容方面的缺陷和不足；阐述该系统的设计思想和具体实现细节，并以电信业务应用为例，验证其实验效果。     

微服务容器化部署的研究

随着分布式系统和云计算的飞速发展,微服务和容器的应用越来越广泛,通过将微服务容器化实现自动化部署和持续集成,从而简化部署和加快开发也是企业应用的研究重点。通过对微服务特性和容器核心技术的研究,给出了微服务容器化部署的理论支持,并对几种常见的微服务部署模式进行了比较,最后着重介绍了微服务容器化部署模式的一般流程和总体设计方案,包括微服务应用的开发、容器镜像的构建、管理和容器部署编排,并给出了微服务容器镜像构建的优化方案,对企业的应用开发部署具有一定的理论参考价值。     

基于Kubernetes云原生的弹性伸缩研究

随着云技术的不断发展和普及,为了更好地利用云平台的优点和特性,云原生应用服务不断涌现,如何利用云平台的特性来服务软件设计和开发成为了难题,例如如何利用云平台的弹性伸缩特性。云原生目前主流的容器编排技术Kubernetes支持自动伸缩,却存在一些需要针对具体情况进行优化改进的问题。本文主要针对使用Kubernetes编排的5G核心网网元PCF(Policy Control Function)的水平自动伸缩进行研究,通过基于自定义的负载数据(CPU使用率、内存使用率、交易量、带宽使用率)统计,根据历史负载数据使用LSTM来预测未来的负载,并设计了一种基于预测负载的可行的弹性伸缩算法,从而提出一种提前感知的、弹性的、不影响业务的弹性伸缩方法,并进行了大量的实验和统计,来论证方法的可行性和正确性。