[发明专利]基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法

权利要求书

1.基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述方法将分布式容器集群框架设置为主节点、工作节点和状态存储节点三部分，其中：

主节点是分布式容器集群框架的管理节点，负责整个分布容器集群的管理功能；

工作节点是分布容器集群的工作节点，运行容器化的应用和服务；

状态存储节点是分布容器集群的状态存储节点，引入分布式一致性k-v存储系统保存分布式容器集群框架的运行状态信息。

2.根据权利要求1所述的基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述主节点、工作节点采用集群部署方式。

3.根据权利要求1或2所述的基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述主节点包含分布式容器集群框架的核心管理组件，负责实现整个集群的资源管理、容器调度、授权验证、安全控制管理功能，其中核心管理组件主要包含“交互服务组件”、“控制管理组件”、“调度组件”三个核心组件。

4.根据权利要求3所述的基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述交互服务组件是连接其他所有服务组件的枢纽，提供了资源对象的唯一操作入口，接受并执行用户对集群管理系统的管理操作，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现机制，其他所有的组件都必须通过它提供的API来操作资源对象；所有集群资源对象的生命周期维护都是通过调用该组件提供的API Server的接口来完成。

5.根据权利要求3所述的基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述控制管理组件是分布式容器集群内部的管理控制中心，主要目的是实现分布式容器集群的状态维护如故障检测和自动恢复工作，包含两个核心子模块：节点控制器和资源对象控制器，其中节点控制器负责计算工作节点的加入和退出，实现计算节点的扩容和缩容；资源对象控制器用于分布式容器集群资源对象的管理，实现应用的扩容、缩容功能。

6.根据权利要求3所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述调度组件是容器中的调度器，通过“交互服务组件”提供的接口监听待分配“容器组”任务列表，获取待调度“容器组”，然后根据一系列的预选策略和优选策略给各个工作节点打分，然后将“容器组”发送到得分最高的工作节点上。

7.根据权利要求3所述的基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述工作节点部署在基于国产CPU和操作系统的物理主机上，在工作节点上运行的组件主要包含“节点管理组件”和“节点代理组件”，“节点管理组件”管理的最小运行单元是“容器组”，一个“容器组”代表集群中运行的一个进程，“容器组”封装着应用的一个或多个容器，存储独立的网络IP、管理容器如何运行的策略选项；

工作节点还运行容器运行环境；

所述节点管理组件主要负责工作节点的管理，通过与交互服务组件通讯，获取相应的事件，实现容器的启动、停止、删除操作；

所述节点代理组件提供工作节点的代理服务功能，为服务提供统一接口并提供负载均衡功能。

8.根据权利要求3所述的基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述状态存储节点是集群的状态存储节点，用以保存分布式容器集群框架的运行状态信息；状态存储节点上主要运行“配置和状态存储组件”，“配置和状态存储组件”采用强一致性键值对数据库来存储分布式容器集群所有对象的生命周期，保存所有组件的定义以及状态。

9.根据权利要求7所述的基于国产CPU和OS的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述方法实现步骤包括：

1）、在基于国产CPU和操作系统的国产主机上部署状态存储节点，部署并启动“配置和状态存储组件”，搭建分布式一致性k-v存储系统，用以保存分布式容器集群框架的运行状态信息；交互服务组件会实时的将整个集群的运行状态信息存储到中“配置和状态存储组件”；

2）、在基于国产CPU和操作系统的国产主机上部署主节点，依次部署并启动“交互服务组件”、“控制管理组件”、“调度组件”三个管理组件，实现整个集群的资源管理、容器调度、安全控制、扩展维护功能；

3）、在基于国产CPU和操作系统的国产主机上部署工作节点，启动“节点管理组件”及“节点代理组件”。

10.根据权利要求1或2所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群框架实现方法，其特征在于，所述方法部署应用系统的步骤包括内容如下：

1）基于Docker技术完成基于国产CPU和操作系统的应用系统的移植和改造，构建该环境下应用系统运行所必须的容器镜像；

2）“交互服务组件”采用命令方式与用户进行交互，完成应用系统的部署，应用系统的各个功能模块在分布式容器集群中以服务的形式运行；

对于每个服务，配置相应的xml文件信息，用户通过执行命令解析XML文件，运行相应的服务；

3）“交互服务组件”接收到用户请求后，对首先进行授权认证，授权认证通过后会将请求存储到“配置和状态存储组件”中，并相应的请求传递给“控制管理组件”、“调度组件”；

“控制管理组件”接收到请求后，检测集群中是否有同样模板的“容器组”实例，若不存在，则会定义相应数量的“容器组”对象，并通过交互服务组件将信息写入“配置和状态存储组件”中；

“调度组件”发现该事件后，按照预定的调度策略，将新定义的“容器组”对象分配到合适的工作节点上，并信息保存到“配置和状态存储组件”中；

4）运行在工作节点上的“节点管理组件”，与主节点的“交互服务组件”进行通讯，检测到分配的“容器组”对象后，根据定义在本工作节点上创建相应的“容器组”实例，并通过Docker API控制Docker生成相应数量的运行容器；

5)“容器组”对象创建完成后，“节点代理组件”按照服务相关配置，在对应的物理主机上给服务暴露相应的端口，实现服务的外部访问。