CN105554015A - 多租户容器云计算系统的管理网络及方法 - Google Patents

Abstract

多租户容器云计算系统的管理网络及方法，涉及云计算技术领域。其中，多租户容器云计算系统的管理网络，包括基础设施云管理器、混合云管理器、容器系统管理节点和租户管理节点；多租户容器云计算系统的管理方法，主要包括以下步骤：部署混合云管理系统；部署租户管理系统；管理除网络以外的其他租户资源；管理控制租户网络。在本发明中，不同租户网络内的容器和虚拟机相互隔离无法互相通信，同时，云计算系统部署在不同租户网络内的管理服务可以互相通信从而实现整个云计算系统的协调管理。

Description

多租户容器云计算系统的管理网络及方法

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，特别涉及在一种支持多租户的容器云计算系统的管理网络及方法。

背景技术

在一种高可扩展的容器网络管理系统和方法中，提出了一种云计算系统中管理容器网络的系统和方法。利用这种方法，可以组成一种互相连通的支持容器、虚拟机和物理机的混合云网络系统。这一系统虽然可以为单一租户提供混合云服务，但是不适用于支持多租户的云计算环境。

在支持多租户的云计算系统中，不同租户的网络是天生隔离的。现有支持多租户的基础设施云计算系统可以用来为混合云计算系统提供租户网络的隔离功能。一个典型的利用多租户基础设施云提供隔离租户网络的云计算系统如图2所示。基础设施云计算系统的基础设施云管理可以为不同的租户部署配置不同的租户内部网络。在每个租户内部，同一租户的虚拟机可以通过租户内部网络进行通信。此外，对租户的某个虚拟机，可以通过基础设施云管理器配置漂移IP(InternetProtocol网际协议)，漂移IP的网络作用范围超出租户范围，并可以由基础设施云管理器进行配置。例如基础设施云管理器可以将漂移IP配置成公开Internet(因特网)可以访问的地址，并且通过路由器路由规则的配置，使得绑定该漂移IP的虚拟机可以与Internet上的任何公开地址互相通信。

支持多租户的网络系统的一个典型例子是Openstack(一种云计算管理平台)的Neutron(一个开源的基础设施及服务云计算平台)网络。在典型的多租户网络结构中，每个租户配置管理自己的网络。如图1中的云计算系统，租户1的网络和租户2的网络是隔离的，两个租户网络中的虚拟机，容器无法互相通信。租户1的网络和租户2的网络的隔离特性另一方面体现在，租户1的网络可以和租户2的网络使用同一个IP地址，而不会产生冲突，因为两个IP地址虽然相同，但是作用范围却互相隔离，互不相识。

多租户网络在隔离不同租户的用户数据的同时，也存在相应的问题。如图1所示，在一个混合了容器，虚拟机的租户网络中，云计算服务提供商除了需要提供容器和虚拟机给用户运行用户的应用之外，还需要由云计算服务提供商部署一些管理服务，这些服务可能包括系统配置，系统监控，系统调度，高可用，负载均衡和系统编排等服务。处在不同租户网络中的管理服务之间，需要互相通信，同时要保持不同租户网络中其它租户节点的彼此隔离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多租户容器云计算系统的管理网络及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：多租户容器云计算系统的管理网络，包括基础设施云管理器，还包括混合云管理器、容器系统管理节点和租户管理节点，

所述混合云管理器通过所述基础设施云管理器创建至少一个租户网络，并且，所述混合云管理器在所述租户网络中部署所述租户管理节点；

所述混合云管理器通过所述基础设施云管理器部署一个容器管理租户网络，并且，所述混合云管理器在所述容器管理租户网络中部署容器系统管理节点；

所述混合云管理器通过所述基础设施云管理器配置基础设施云管理网络和容器管理网络；

所述容器系统管理节点与所述租户管理节点通过所述容器管理网络连通；

所述容器系统管理节点与所述基础设施云管理器通过所述基础设施云管理网络连通。

进一步地，还包括容器网络配置管理器和容器网络控制器，

所述容器网络配置管理器和所述容器网络控制器用于单一租户内部不同宿主机容器之间的连通。

进一步地，还包括容器系统管理节点镜像，租户管理节点镜像，容器网络配置管理器镜像和容器网络控制器镜像。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：多租户容器云计算系统的管理方法，主要包括以下步骤：

S1，部署混合云管理系统；

S2，部署租户管理系统；

S3，管理除网络以外的其他租户资源；

S4，管理控制租户网络。

具体地，步骤S1为：

S11，开始部署所述混合云管理系统；

S12，配置基础设施云管理网络；

S13，配置容器管理网络；

S14，创建管理租户；

S15，判断容器系统管理节点镜像是否为容器镜像，

若所述容器系统管理节点镜像不是容器镜像，则执行步骤S16；

若所述容器系统管理节点镜像是容器镜像，则部署容器节点管理后台后再执行步骤S16；

S16，部署容器系统管理节点；

S17，为所述容器系统管理节点绑定基础设施漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问所述基础设施管理网络；

S18，为所述容器系统管理节点绑定容器管理漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问容器管理网络；

S19,配置容器网络的默认参数，处理结束。

具体地，步骤S2为：

S21，开始部署租户管理系统；

S22，判断租户管理节点是否为所述容器镜像，

若所述租户管理节点不是所述容器镜像，则执行步骤S23；

若所述租户管理节点是所述容器镜像，则部署容器节点管理后台后，再执行步骤S23；

S23，部署所述租户管理节点；

S24，配置默认租户虚拟网络；

S25，为所述租户管理节点绑定租户虚拟网络IP；

S26，所述租户管理节点绑定容器管理漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问容器管理网络；

S27，部署容器网络管理系统，处理结束。

具体地，步骤S3为：

S31，开始管理控制除网络以外的其他租户资源；

S32，判断是否管理基础设施云资源；

若需要管理所述基础设施云资源，则调用基础设施云管理器管理资源，然后通知租户管理节点，结束处理；

若不需要管理所述基础设施云资源，则调用租户管理节点管理资源，结束处理。

具体地，步骤S4为：

S41，管理控制租户容器网络；

S42，判断是否需要管理控制基础设施云网络，

若需要管理控制所述基础设施云网络，则调用基础设施云网络管理网络，然然后通知租户管理节点，结束处理；

若不需要管理控制所述基础设施云网络，则调用租户管理节点管理网络，然后，通过该租户网络内部的网络配置管理器管理控制租户容器网络，结束处理。

本发明的有益效果是：依据本发明，可以构建一种支持多租户的容器和虚拟机混合管理的云计算系统的管理网络及方法，使得在一个支持多租户的由容器、虚拟机和物理机构成的混合云计算环境中，不同租户网络内的容器和虚拟机相互隔离无法互相通信，同时，云计算系统部署在不同租户网络内的管理服务可以互相通信从而实现整个云计算系统的协调管理。

附图说明

图1是云计算系统及后台服务网络；

图2是一个典型的利用多租户基础设施云提供隔离租户网络的云计算系统；

图3是本发明的多租户容器云计算系统的管理网络；

图4是本发明的多租户容器云计算系统的管理网络与方法的对应关系；

图5是部署混合云管理系统流程图；

图6是部署租户管理系统的流程图；

图7是管理除网络以外的其他租户资源流程图；

图8是管理控制租户网络的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为方便对本发明理解，首先介绍以下基本概念：

云计算：是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。

容器：容器是伴随着轻量级虚拟化的发展而诞生的。在传统的虚拟化技术中，由于底层平台的不同，开发人员要花费大量的精力去关注资源、网络等等细节配置，降低了开发效率，增加了复杂度和迁移壁垒。容器技术位于裸机或底层操作系统与上层应用之间，屏蔽了底层操作系统的细节，对于应用开发者展现出一致的接口。这样开发人员就不需要再关注与底层之间的调用对接、受限于不同的操作系统。

宿主机：可以提供资源运行多个容器的一个服务器主机实例，宿主机是一台物理服务器，也可能是一台虚拟服务器。

容器网络：连接云计算系统中所有容器实例的整个网络。

容器网关：连接主机内部容器网络和主机外部网络的设备或模块。

容器隧道：部署到宿主机当中，处理从容器发送和发送到容器的数据包的模块，主要功能是封装从本宿主机容器发送的数据包，和拆除发送到容器的数据包的封装。

网络配置管理器：为容器网络管理员提供网络配置管理功能的服务模块，主要由用户交互模块，宿主机地址配置模块，容器地址配置模块和容器隧道部署模块构成。

网络控制器：维护控制各个容器网络和容器隧道的模块，主要功能是维护宿主机地址到容器网络地址的映射关系。

对于需要支持多租户的容器和虚拟机混合云系统，可以利用现有支持多租户的基础设施云计算系统建立多租户网络，建立如图3所示的混合云计算网络管理系统；使得属于同一租户内的容器和虚拟机利用租户内部网络互相通信，同时不同租户之间的容器和虚拟机默认互相无法通信。这一系统如图3所示，由混合云管理器，容器系统管理节点镜像，租户管理节点镜像，容器网络配置管理器镜像和容器网络控制器镜像构成。其中混合云管理器可以通过基础设施云管理器创建租户网络，配置漂移IP网络，部署镜像，绑定漂移IP。混合云管理器管理部署本发明涉及的其他模块。混合云管理器利用基础设施云管理器部署一个容器管理租户网络。在该网络中，混合云管理器部署容器系统管理节点。容器系统管理节点负责整个多租户云计算系统的容器资源，因此需要与所有租户的网络保持连通；同时容器系统管理节点也需要调用基础设施云管理器管理配置基础设施云的各种资源，因此需要与基础设施云管理器的网络保持连通。为保证上述连通性，混合云管理器通过基础设施云管理器，配置基础设施云管理网络和容器管理网络；同时，为容器系统管理节点绑定基础设施云管理网络的漂移IP，使它与配置基础设施云管理网络连通；为容器系统管理节点绑定容器管理网络的漂移IP，使它与其他租户的租户管理节点连通。当有新的非管理租户加入系统时，混合云管理器部署相应的租户，同时部署租户管理节点到该特定租户网络中。混合云管理器通过基础设施云管理器为租户管理节点绑定容器管理网络的漂移IP，使它与容器系统管理节点保持连通。

本发明包含如图4的5个模块：混合云管理器，容器系统管理节点镜像(一种容器系统管理节点的模板，通过复制容器系统管理节点镜像来配置新的容器系统管理节点，下同)，租户管理节点镜像，容器网络配置管理器镜像和容器网络控制器镜像；其中容器网络配置管理器镜像和容器网络控制器镜像为一种高可扩展的容器网络管理系统和方法中描述的内容，主要功能为单一租户内部不同宿主机容器之间的连通。需要说明，本发明所涉及的内容，主要实现不同租户网络之间的互相连通，因此并不依赖一种高可扩展的容器网络管理系统和方法的内容；本发明结合一种高可扩展的容器网络管理系统和方法，可以用来管理多租户容器网络；另一方面，即使不采用一种高可扩展的容器网络管理系统和方法中的系统管理单一租户内的容器网络，也可以利用本发明的系统和方法管理多租户网络。本发明涉及的5个模块，主要提供如图4的四项主要步骤：部署混合云管理系统，部署租户管理系统，管理控制除网络以外的其它租户资源，管理控制租户网络。部署混合云管理系统功能由混合云管理器和容器系统管理节点完成；部署租户管理系统由混合云管理器，容器系统管理节点和租户管理节点完成；管理其它租户资源由容器系统管理节点和租户管理节点完成；管理控制租户网络由容器系统管理节点，租户管理节点，容器网络配置管理器和容器网络控制器完成。

依据本发明提供部署混合云管理系统功能的方法如图5所示，具体为：

S11，开始部署所述混合云管理系统；

S12，配置基础设施云管理网络；

S13，配置容器管理网络；

S14，创建管理租户；

S15，判断容器系统管理节点镜像是否为容器镜像，

若所述容器系统管理节点镜像不是容器镜像，则执行步骤S16；

若所述容器系统管理节点镜像是容器镜像，则部署容器节点管理后台后再执行步骤S16；

S16，部署容器系统管理节点；

S17，为所述容器系统管理节点绑定基础设施漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问所述基础设施管理网络；

S18，为所述容器系统管理节点绑定容器管理漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问容器管理网络；

S19,配置容器网络的默认参数，处理结束。

需要说明容器系统管理节点镜像为尚未实际运行的容器系统管理节点硬件或软件的实现，在由混合云管理器部署运行后，即成为容器系统管理节点。镜像本身的编码格式并不影响其功能和结构，编码格式可以为容器镜像格式或虚拟机镜像格式，不同的格式需要以不同的部署方法进行部署；特别的，当编码格式可以为容器镜像格式时，混合云管理器在部署容器系统管理节点容器镜像前，需要先部署容器节点管理后台。

依据本发明部署租户管理系统方法如图6所示，具体为：

S21，开始部署租户管理系统；

S22，判断租户管理节点是否为所述容器镜像，

若所述租户管理节点不是所述容器镜像，则执行步骤S23；

若所述租户管理节点是所述容器镜像，则部署容器节点管理后台后，再执行步骤S23；

S23，部署所述租户管理节点；

S24，配置默认租户虚拟网络；

S25，为所述租户管理节点绑定租户虚拟网络IP；

S26，所述租户管理节点绑定容器管理漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问容器管理网络；

S27，部署容器网络管理系统，处理结束。

依据本发明管理控制除网络以外的其它租户资源的方法如图7所示，具体为：

S31，开始管理控制除网络以外的其他租户资源；

S32，判断是否管理基础设施云资源；

若需要管理所述基础设施云资源，则调用基础设施云管理器管理资源，然后通知租户管理节点，结束处理；

若不需要管理所述基础设施云资源，则调用租户管理节点管理资源，结束处理。

依据本发明管理控制租户网络的方法如图8所示，具体为，

S41，管理控制租户容器网络；

S42，判断是否需要管理控制基础设施云网络，

若需要管理控制所述基础设施云网络，则调用基础设施云网络管理网络，然然后通知租户管理节点，结束处理；

若不需要管理控制所述基础设施云网络，则调用租户管理节点管理网络，然后，通过该租户网络内部的网络配置管理器管理控制租户容器网络，结束处理。

在本发明涉及的一种实施例中，基础设施云计算系统采用Openstack云计算系统，基础设施云管理器为Openstack的各种云服务控制器包括Nova控制器，Cinder控制器，Neutron控制器，Glance控制器等，特别的Openstack的网络控制器，Neutron控制器作为基础设施云的网络管理器，提供分配租户网络和绑定漂移IP的功能。容器技术采用Docker技术，容器系统管理节点镜像和租户管理节点镜像采用Docker镜像标准编码，容器节点管理后台采用Docker的管理后台DockerEngine作为管理运行容器系统管理节点和租户管理节点的后台。本实施例中OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目，由几个主要的服务组件组合起来提供基础设施即服务(IaaS)的解决方案。Openstack的服务组件有各自的独立名字，包括：计算服务(Compute)Nova，对象存储(ObjectStorage)Swift，镜像服务(ImageService)Glance，身份服务(IdentityService)Keystone，网络管理服务(Network)Neutron，块存储服务(BlockStorage)Cinder和用户界面服务(Dashboard)Horizon等。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：依据本发明，可以构建一种支持多租户的容器和虚拟机混合管理的云计算系统及方法，使得在一个支持多租户的由容器，虚拟机和物理机构成的混合云计算环境中，不同租户网络内的容器和虚拟机相互隔离无法互相通信，同时，云计算系统部署在不同租户网络内的管理服务可以互相通信从而实现整个云计算系统的协调管理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (8)

1.多租户容器云计算系统的管理网络，包括基础设施云管理器，其特征在于，还包括混合云管理器、容器系统管理节点和租户管理节点，

所述混合云管理器通过所述基础设施云管理器创建至少一个租户网络，并且，所述混合云管理器在所述租户网络中部署所述租户管理节点；

所述混合云管理器通过所述基础设施云管理器部署一个容器管理租户网络，并且，所述混合云管理器在所述容器管理租户网络中部署容器系统管理节点；

所述混合云管理器通过所述基础设施云管理器配置基础设施云管理网络和容器管理网络；

所述容器系统管理节点与所述租户管理节点通过所述容器管理网络连通；

所述容器系统管理节点与所述基础设施云管理器通过所述基础设施云管理网络连通。

2.根据权利要求1所述的多租户容器云计算系统的管理网络，其特征在于，还包括容器网络配置管理器和容器网络控制器，

所述容器网络配置管理器和所述容器网络控制器用于单一租户内部不同宿主机容器之间的连通。

3.根据权利要求2所述的多租户容器云计算系统的管理网络，其特征在于，还包括容器系统管理节点镜像，租户管理节点镜像，容器网络配置管理器镜像和容器网络控制器镜像。

4.多租户容器云计算系统的管理方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

S1，部署混合云管理系统；

S2，部署租户管理系统；

S3，管理除网络以外的其他租户资源；

S4，管理控制租户网络。

5.根据权利要求4所述的多租户容器云计算系统的管理方法，其特征在于，其中S1具体为：

S11，开始部署所述混合云管理系统；

S12，配置基础设施云管理网络；

S13，配置容器管理网络；

S14，创建管理租户；

S15，判断容器系统管理节点镜像是否为容器镜像，

若所述容器系统管理节点镜像不是容器镜像，则执行步骤S16；

若所述容器系统管理节点镜像是容器镜像，则部署容器节点管理后台后再执行步骤S16；

S16，部署容器系统管理节点；

S17，为所述容器系统管理节点绑定基础设施漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问所述基础设施管理网络；

S18，为所述容器系统管理节点绑定容器管理漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问容器管理网络；

S19，配置容器网络的默认参数，处理结束。

6.根据权利要求5所述的多租户容器云计算系统的管理方法，其特征在于，其中S2具体为，

S21，开始部署租户管理系统；

S22，判断租户管理节点是否为所述容器镜像，

若所述租户管理节点不是所述容器镜像，则执行步骤S23；

若所述租户管理节点是所述容器镜像，则部署容器节点管理后台后，再执行步骤S23；

S23，部署所述租户管理节点；

S24，配置默认租户虚拟网络；

S25，为所述租户管理节点绑定租户虚拟网络IP；

S26，所述租户管理节点绑定容器管理漂移IP，设置防火墙拒绝其他租户节点访问容器管理网络；

S27，部署容器网络管理系统，处理结束。

7.根据权利要求6所述的多租户容器云计算系统的管理方法，其特征在于，其中S3具体为，

S31，开始管理控制除网络以外的其他租户资源；

S32，判断是否管理基础设施云资源；

若需要管理所述基础设施云资源，则调用基础设施云管理器管理资源，然后通知租户管理节点，结束处理；

若不需要管理所述基础设施云资源，则调用租户管理节点管理资源，结束处理。

8.根据权利要求4至7中任意一项所述的多租户容器云计算系统的管理方法，其特征在于，其中S4具体为，

S41，开始管理控制租户容器网络；

S42，判断是否需要管理控制基础设施云网络，

若需要管理控制所述基础设施云网络，则调用基础设施云网络管理网络，然然后通知租户管理节点，结束处理；

若不需要管理控制所述基础设施云网络，则调用租户管理节点管理网络，然后，通过该租户网络内部的网络配置管理器管理控制租户容器网络，结束处理。