CN105740099B - 一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具和方法 - Google Patents

Abstract

一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具和方法，属于云计算领域，包括控制器，至少一个创建器和至少一个准备器；一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备方法，包括以下步骤：控制器获取上下文，并且注册所述上下文；控制器控制所述创建器列表中的至少一个创建器创建基于所述云平台的至少一个镜像；所述控制器接收到所述镜像完成信息后，调用准备器在所述镜像中安装至少一个软件。本发明在提高系统镜像准备效率的同时，保证云计算系统的一致性，扩展性和易维护性。

Description

一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具和方法

技术领域

本发明涉及云计算领域，特别涉及云计算系统中在生产环境系统镜像准备过程中的部署步骤和配置方法。

背景技术

系统镜像准备是指：为云计算环境准备系统镜像计算节点镜像的过程。在云计算系统中，用户一般基于不同的系统模板启动运行多个计算节点。而计算节点的系统模板就是该节点的镜像。因此说，一个镜像可以用来启动多个功能类似的计算节点实例。为使用户方便部署云计算服务，云服务平台提供系统镜像准备的工具；现有的云计算环境中的现有系统镜像准备工具

如图1所示，每个不同的云计算服务，每个不同的云计算镜像环境，用户都要独立开发系统镜像准备脚本。一般来说，在系统镜像准备的过程中，不仅需要部署基于不同基础设施云环境的系统，同一供应商下还要部署不同的软件环境。像如图1所示的环境中，存在Openstack和AWS两种基础设施环境，存在Java，PHP，Nodejs，Dangjo这4种软件开发平台环境，则系统镜像准备工具需维护2x4＝8套系统镜像准备的脚本。这种系统镜像准备方法存在以下问题：难以保持云计算系统镜像的一致性；不利于维护升级系统镜像的软件；不利于增加对新的基础设施云环境的支持；不利于升级维护基础设施云环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具和方法，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：一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具，包括控制器，至少一个创建器和至少一个准备器，

所述控制器用于维护上下文，调度进程，控制和调度所述创建器和所述准备器；所述创建器用于接收所述控制器的指令，连接基础设施云平台，创建和克隆系统镜像；所述准备器用于准备所述镜像上的软件环境，根据所述控制器的指令在所述镜像中安装软件。

优选的，所述控制器包括创建模块、系统注册模块和进程管理模块，所述创建模块用于通过感知所述上下文来控制所述创建器创建基于云平台的初始生产环境；所述进程管理模块用于根据所述上下文，控制所述准备器将服务部署到生产环境中；所述系统注册模块用于存储所述准备器传递来的环境参数。

优选的，所述准备器为原子准备器或者组合准备器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备方法，包括以下步骤：

S1，控制器获取上下文，并且注册所述上下文；

S2，控制器在所述上下文中获取创建器列表和云平台信息列表，所述控制器控制所述创建器列表中的至少一个创建器创建基于所述云平台的至少一个镜像；

S3，所述控制器接收到所述镜像完成信息后，调用准备器在所述镜像中安装至少一个软件，所述准备器完成所述软件的安装后，将完成安装的信息返回至所述控制器。

优选的，步骤S1中所述控制器获取所述上下文为在控制脚本段中获取。

优选的，所述控制脚本段包括创建器脚本段和准备器脚本段，所述准备器脚本段为原子准备脚本段或者组合准备器脚本段，所述组合准备器脚本段为联合型组合准备器脚本段或者顺序型组合准备器脚本段。

优选的，在所述创建器脚本段和所述准备器脚本段内标明上下文感知的条件，若当前上下文满足所述条件，则应用所述创建器脚本段或者所述准备器脚本段；若当前上下文不满足所述条件，则跳过所述创建器脚本段或者所述准备器脚本段。

优选的，步骤S3中所述调用准备器在所述镜像中安装至少一个所述软件包括以下步骤：

A.所述控制器开始处理所述准备器脚本段；

B.所述控制器开始处理所述准备器脚本段的子准备器脚本段；

C.判断所述子准备器脚本段是否为原子准备器脚本段，

若所述子准备器脚本段为所述原子准备器脚本段，则进一步判断所述原子准备器脚本段所对应的原子准备器是否适合当前上下文，

若所述原子准备器适合所述上下文，则执行步骤D；

若所述原子准备器不适合所述当前上下文，则执行步骤F；

若所述子准备器脚本段不为所述原子准备器脚本段，则为所述组合准备器脚本段，则执行步骤E；

D.所述控制器调用所述原子准备器安装配置软件，并且注入新环境变量到当前上下文，然后执行步骤F；

E.所述控制器解析所述组合准备器脚本段，并且判断所述组合准备器脚本段是否为所述联合型组合准备器脚本段，

若所述组合准备器脚本段为所述联合型组合准备器脚本段，则处理所述联合型组合准备器脚本段，然后执行步骤F；

若所述组合准备器脚本段不为所述联合型组合准备器脚本段，则为顺序型组合准备器脚本段，处理所述顺序型组合准备器脚本段，然后执行步骤F；

F.判断所述准备器脚本段内是否还有其他的子准备器脚本段，

若所述准备器脚本段内还有其他的子准备器脚本段，则返回步骤C，

若所述准备器脚本段内没有其他的子准备器脚本段，则汇总所有所述镜像和所有所述上下文，处理结束。

优选的，步骤E中所述处理所述联合型组合准备器脚本段的包括以下步骤：

EL1.开始处理所述联合型组合准备器脚本段；

EL2,所述控制器取下一个所述联合型组合组合准备器脚本段内的一个子准备器脚本段进行处理；

EL3，判断所述子准备器脚本段对应的子准备器是否适合当前上下文，

若所述子准备器适合当前上下文，则执行步骤EL4,；

若所述子准备器不适合当前上下文，则执行步骤EL8；

EL4，所述控制器为每个所述子准备器创建一个对应的新上下文；

EL5，所述控制器为每个所述子准备器调用所述创建器克隆一个新镜像；

EL6，所述控制器运行每个所述子准备器的系统设备；

EL7，所述控制器将所述新镜像和系统准备的数据信息注入到每个所述新上下文；

EL8，判断是否还有其他所述子准备器脚本段，

若还有其他所述子准备器脚本段，则返回执行步骤EL2；

若没有其他所述子准备器脚本段，则处理结束。

优选的，步骤E中所述处理所述顺序型组合准备器脚本段的包括以下步骤：

ES1，开始处理所述顺序型组合准备器脚本段；

ES2，所述控制器取下一个所述顺序型组合组合准备器脚本段内的一个子准备器脚本段进行处理；

ES3，判断所述子准备器脚本段所对应的子准备器是否适合当前上下文，

若所述子准备器适合所述当前上下文，则执行步骤ES4；

若所述子准备器不适合所述当前上下文，则执行步骤ES6；

ES4，所述控制器运行所述当前子准备器的系统设备；

ES5，所述控制器将所述系统设备的数据信息注入到所述当前上下文；

ES6，判断所述顺序型组合准备器脚本段内是否还有其他的子准备器，

若所述顺序型组合准备器脚本段内还有其他的子准备器，则返回执行步骤ES2；

若所述顺序型组合准备器脚本段内没有其他的子准备器，则处理结束。

本发明的有益效果是：本发明提出一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具和方法，使得云计算系统的用户在系统镜像准备过程中，可以利用一套可重用的系统镜像准备脚本，准备出多套适用于不同基础设施云，不同软件环境的系统镜像，在提高系统镜像准备效率的同时，保证云计算系统的一致性，扩展性和易维护性。

附图说明

图1是传统系统镜像准备模式示意图；

图2是本发明三个模块之间的信息交互和依赖关系；

图3是本发明中控制器的内部模块与创建器和准备器间的关系；

图4是本发明基于上下文感知的系统镜像准备基本流程；

图5是本发明系统镜像准备过程中各部件的交互时序图；

图6是本发明系统镜像准备控制器运行系统准备脚本的整体流程图；

图7是本发明中联合型组合准备器脚本段执行的流程图；

图8是本发明中顺序型组合准备器脚本段执行的流程图。

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。

如图2所示，本发明提出将系统镜像准备工具分为三个模块：控制器(Controller)，创建器(Creator)，准备器(Preparer)，控制器用于维护上下文，调度进程，控制和调度所述创建器和所述准备器；创建器用于接收所述控制器的指令，连接基础设施云平台，创建和克隆系统镜像；准备器用于准备镜像上的软件环境，根据控制器的指令在镜像中安装软件。图2中也给出了三个模块之间的信息交互关系示意，控制器控制创建器构建基于某个云平台的生产环境，创建器完成生产环境的创建后相控制器返回信息。控制器控制准备器根据参数分别部署环境，准备器完成部署环境后向控制器返回信息。

如图3和图4所示，控制器的内部包括创建模块、系统注册模块和进程管理模块。创建模块通过感知上下文来控制创建器创建基于云平台的初始生产环境；在初始环境部署完成之后，进程管理模块根据上下文，控制准备器分别将不同服务部署到生产环境中，在此过程中，由于部署不同的服务，会出现如图4所展示的分支，这些分支分别由不同进程管理。在系统镜像准备完成之后，准备器会将环境参数传递到控制器的系统注册模块中。

如图5所示，系统镜像准备过程中各部件的交互时序为：用户输入控制脚本；控制器在控制脚本中获取上下文，控制器在所述上下文中获取创建器列表和云平台信息列表，控制器控制所述创建器列表中的创建器创建基于所述云平台的镜像1，部署完毕后创建器1返回成功信息至控制器。控制器再调用准备器1在镜像1中安装软件，软件安装成功后，返回成功信息给控制器；与此同时，控制器可以并行调用创建器2安装镜像2，镜像2部署完毕后返回成功信息给控制器。如需要联合安装，准备器1发送消息至控制器，控制器创建进程1和进程2，并通知创建器1克隆镜像1和镜像2，克隆镜像1和镜像2成功后返回信息至控制器。进程1和进程2分别根据上下文通过准备器安装软件，软件安装成功后，向控制器返回参数。

如图6所示，步骤控制器调用准备器在镜像中安装软件包括以下步骤：

A.所述控制器开始处理所述准备器脚本段；

B.所述控制器开始处理所述准备器脚本段的子准备器脚本段；

C.判断所述子准备器脚本段是否为原子准备器脚本段，

若所述子准备器脚本段为所述原子准备器脚本段，则进一步判断所述原子准备器脚本段所对应的原子准备器是否适合当前上下文，

若所述原子准备器适合所述上下文，则执行步骤D；

若所述原子准备器不适合所述当前上下文，则执行步骤F；

若所述子准备器脚本段不为所述原子准备器脚本段，则为所述组合准备器脚本段，则执行步骤E；

D.所述控制器调用所述原子准备器安装配置软件，并且注入新环境变量到当前上下文，然后执行步骤F；

E.所述控制器解析所述组合准备器脚本段，并且判断所述组合准备器脚本段是否为所述联合型组合准备器脚本段，

若所述组合准备器脚本段为所述联合型组合准备器脚本段，则处理所述联合型组合准备器脚本段，然后执行步骤F；

若所述组合准备器脚本段不为所述联合型组合准备器脚本段，则为顺序型组合准备器脚本段，处理所述顺序型组合准备器脚本段，然后执行步骤F；

F.判断所述准备器脚本段内是否还有其他的子准备器脚本段，

若所述准备器脚本段内还有其他的子准备器脚本段，则返回步骤C，

若所述准备器脚本段内没有其他的子准备器脚本段，则汇总所有所述镜像和所有所述上下文，处理结束。

如图7所示，联合型组合准备器脚本段执行的流程为：

EL1.开始处理所述联合型组合准备器脚本段；

EL2,所述控制器取下一个所述联合型组合组合准备器脚本段内的一个子准备器脚本段进行处理；

EL3，判断所述子准备器脚本段对应的子准备器是否适合当前上下文，

若所述子准备器适合当前上下文，则执行步骤EL4,；

若所述子准备器不适合当前上下文，则执行步骤EL8；

EL4，所述控制器为每个所述子准备器创建一个对应的新上下文；

EL5，所述控制器为每个所述子准备器调用所述创建器克隆一个新镜像；

EL6，所述控制器运行每个所述子准备器的系统设备；

EL7，所述控制器将所述新镜像和系统准备的数据信息注入到每个所述新上下文；

EL8，判断是否还有其他所述子准备器脚本段，

若还有其他所述子准备器脚本段，则返回执行步骤EL2；

若没有其他所述子准备器脚本段，则处理结束。

如图8所示，顺序型组合准备器脚本段的包括以下步骤：

ES1，开始处理所述顺序型组合准备器脚本段；

ES2，所述控制器取下一个所述顺序型组合组合准备器脚本段内的一个子准备器脚本段进行处理；

ES3，判断所述子准备器脚本段所对应的子准备器是否适合当前上下文，

若所述子准备器适合所述当前上下文，则执行步骤ES4；

若所述子准备器不适合所述当前上下文，则执行步骤ES6；

ES4，所述控制器运行所述当前子准备器的系统设备；

ES5，所述控制器将所述系统设备的数据信息注入到所述当前上下文；

ES6，判断所述顺序型组合准备器脚本段内是否还有其他的子准备器，

若所述顺序型组合准备器脚本段内还有其他的子准备器，则返回执行步骤ES2；

若所述顺序型组合准备器脚本段内没有其他的子准备器，则处理结束。

在本发明的一个实施例中(如图6所示)，用户输入脚本控制开始系统镜像准备，首先控制器处理所有创建器的组合脚本段，这里我们假设创建器脚本段的数据结构为字典格式，每个字典单元的key为创建器的名字，字典单元的value为该创建器独有的上下文环境变量：

creators:{

“openstack1”:

{“user”:”username1”，”password”:”password1”,”url”:”https://url1”,”flavor”:”mini”,“context-injection”:{”creator”:”openstack”,”release”:”product”}}，

“aws1”:

{“user”:“username2”，”password”:”password2”,”url”:”https://url2”,”flaver2”,”flavor”:”micro”,“context-injection”:{”creator”:”aws”,”release”:”development”}}

...

}

其中，”openstack1”和”aws1”分别为对应于Openstack和AWS基础设施云的一个创建器，user和password是用户在第三方云平台的用户名和密码，url是第三方云平台(如：OpenStack、AWS)的URL，flavor是生产环境的基本配置——如CPU、内存等。创建器根据内部脚本数量和参数，创建出不同的镜像；创建成功后，返回信息至控制器，控制器将相应返回的镜像信息注入对应控制进程的上下文，注入的上下文根据context-injection的不同，各不相同；注入之后，控制器中的两个进程的上下文分别为：

上下文1：

{”image_url”:”https://url1/imagexxxxx-openstack1.img”,“user”:”username1”，”pass word”:”password1”,”url”:”https://url1”,”flavor”:”mini”,”creator”:”openstack”,”release”:”product”}

上下文2:

{”image_url”:”https://url2/imagexxxxx-aws1.img”,“user”:“username2”，”password”:”password2”,”url”:”https://url2”,”flaver2”,”flavor”:”micro”,”creator”:”aws”,”release”:”development”}

接下来，控制器继续处理准备器脚本段，准备器脚本段也可用不同的数据结构型数据结构代表不同的准备模式：顺序型和联合型。

表示联合型模式的数据类型为字典：

控制器经过对上说准备器脚本的解析，发现此联合准备器有3个子准备器，根据上下文匹配字段“context-match”，发现该脚本对所有当前上下文适用，因为是联合型，控制器为每个当前上下文和镜像克隆出新的上下文和镜像，由此产生6个上下文和6个镜像。这6个上下文的不同之处在于，根据context-injection字段插入的环境变量各不相同，dev_platforms的值分别为，java,nodejs和php，这些不同的环境变量值分别被注入到不同控制进程的上下文当中。

表示顺序型模式的数据类型为数组：

对于顺序模式的准备器处理，控制器不会产生新的上下文或准备器，相应的原来6个上下文，仍然是6个上下文。每一个子准备器步骤，会根据context-match字段是否匹配来判断是否执行：

特别的，对于step1的{“release”:”*”}，所有上下文都将执行；对于step2的{“release”:”development”}，只有release为development的上下文会执行；对于step3的{“release”:”product”}，只有release为product的上下文会执行；对于step4的{“dev_platforms”:”java”}，只有dev_platforms为java的上下文会执行。

在安装过程中，准备器会根据软件参数按照顺序安装，如果在脚本中遇到preparer的参数时，说明出现联合部署的情况，准备器会发送联合部署消息至控制器，控制器在接受到信息后，调用对应的创建器克隆镜像，同时自己新建一个进程用来管理被克隆的镜像，创建器克隆镜像完成后返回参数信息至控制器，控制器进而调用准备器，准备器继续依照脚本安装软件。最后，准备器的所有软件安装完毕后，准备器会返回系统参数至控制器，至此，整个系统镜像准备阶段完成。

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：本发明提出一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具和方法，使得云计算系统的用户在系统镜像准备过程中，可以利用一套可重用的系统镜像准备脚本，准备出多套适用于不同基础设施云，不同软件环境的系统镜像，在提高系统镜像准备效率的同时，保证云计算系统的一致性，扩展性和易维护性。

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 (7)

1.一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备工具，其特征在于，包括控制器，至少一个创建器和至少一个准备器，

所述控制器用于维护上下文，调度进程，控制和调度所述创建器和所述准备器；

所述创建器用于接收所述控制器的指令，连接基础设施云平台，创建和克隆系统镜像；

所述准备器用于准备所述镜像上的软件环境，根据所述控制器的指令在所述镜像中安装软件；

所述准备器为原子准备器或者组合准备器。

2.据权利要求1所述的云计算系统镜像准备工具，其特征在于，所述控制器包括创建模块、系统注册模块和进程管理模块，

所述创建模块用于通过感知所述上下文来控制所述创建器创建基于云平台的初始生产环境；

所述进程管理模块用于根据所述上下文，控制所述准备器将服务部署到生产环境中；

所述系统注册模块用于存储所述准备器传递来的环境参数。

3.一种基于上下文感知的云计算系统镜像准备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，控制器获取上下文，并且注册所述上下文；

S2，所述控制器在所述上下文中获取创建器列表和云平台信息列表，所述控制器控制所述创建器列表中的至少一个创建器创建基于所述云平台的至少一个镜像；

S3，所述控制器接收到所述镜像完成信息后，调用准备器在所述镜像中安装至少一个软件，所述准备器完成所述软件的安装后，将完成安装的信息返回至所述控制器；

步骤S1中所述控制器获取所述上下文为在控制脚本段中获取；

所述控制脚本段包括创建器脚本段和准备器脚本段，所述准备器脚本段为原子准备脚本段或者组合准备器脚本段，所述组合准备器脚本段为联合型组合准备器脚本段或者顺序型组合准备器脚本段。

4.根据权利要求3所述的基于上下文感知的云计算系统镜像准备方法，其特征在于，在所述创建器脚本段和所述准备器脚本段内标明上下文感知的条件，

若当前上下文满足所述条件，则应用所述创建器脚本段或者所述准备器脚本段；

若当前上下文不满足所述条件，则跳过所述创建器脚本段或者所述准备器脚本段。

5.根据权利要求4所述的基于上下文感知的云计算系统镜像准备方法，其特征在于，步骤S3中所述调用准备器在所述镜像中安装至少一个所述软件包括以下步骤：

A.所述控制器开始处理所述准备器脚本段；

B.所述控制器开始处理所述准备器脚本段的子准备器脚本段；

C.判断所述子准备器脚本段是否为原子准备器脚本段，

若所述子准备器脚本段为所述原子准备器脚本段，则进一步判断所述原子准备器脚本段所对应的原子准备器是否适合当前上下文，

若所述原子准备器适合所述上下文，则执行步骤D；

若所述原子准备器不适合所述当前上下文，则执行步骤F；

若所述子准备器脚本段不为所述原子准备器脚本段，则为所述组合准备器脚本段，则执行步骤E；

D.所述控制器调用所述原子准备器安装配置软件，并且注入新环境变量到当前上下文，然后执行步骤F；

E.所述控制器解析所述组合准备器脚本段，并且判断所述组合准备器脚本段是否为所述联合型组合准备器脚本段，

若所述组合准备器脚本段为所述联合型组合准备器脚本段，则处理所述联合型组合准备器脚本段，然后执行步骤F；

若所述组合准备器脚本段不为所述联合型组合准备器脚本段，则为顺序型组合准备器脚本段，处理所述顺序型组合准备器脚本段，然后执行步骤F；

F.判断所述准备器脚本段内是否还有其他的子准备器脚本段，

若所述准备器脚本段内还有其他的子准备器脚本段，则返回步骤C，

若所述准备器脚本段内没有其他的子准备器脚本段，则汇总所有所述镜像和所有所述上下文，处理结束。

6.根据权利要求5所述的基于上下文感知的云计算系统镜像准备方法，其特征在于，步骤E中所述处理所述联合型组合准备器脚本段的包括以下步骤：

EL1.开始处理所述联合型组合准备器脚本段；

EL2,所述控制器取下一个所述联合型组合组合准备器脚本段内的一个子准备器脚本段进行处理；

EL3，判断所述子准备器脚本段对应的子准备器是否适合当前上下文，

若所述子准备器适合当前上下文，则执行步骤EL4,；

若所述子准备器不适合当前上下文，则执行步骤EL8；

EL4，所述控制器为每个所述子准备器创建一个对应的新上下文；

EL5，所述控制器为每个所述子准备器调用所述创建器克隆一个新镜像；

EL6，所述控制器运行每个所述子准备器的系统设备；

EL7，所述控制器将所述新镜像和系统准备的数据信息注入到每个所述新上下文；

EL8，判断是否还有其他所述子准备器脚本段，

若还有其他所述子准备器脚本段，则返回执行步骤EL2；

若没有其他所述子准备器脚本段，则处理结束。

7.根据权利要求5所述的基于上下文感知的云计算系统镜像准备方法，其特征在于，步骤E中所述处理所述顺序型组合准备器脚本段的包括以下步骤：

ES1，开始处理所述顺序型组合准备器脚本段；

ES2，所述控制器取下一个所述顺序型组合组合准备器脚本段内的一个子准备器脚本段进行处理；

ES3，判断所述子准备器脚本段所对应的子准备器是否适合当前上下文，

若所述子准备器适合所述当前上下文，则执行步骤ES4；

若所述子准备器不适合所述当前上下文，则执行步骤ES6；

ES4，所述控制器运行所述当前子准备器的系统设备；

ES5，所述控制器将所述系统设备的数据信息注入到所述当前上下文；

ES6，判断所述顺序型组合准备器脚本段内是否还有其他的子准备器，

若所述顺序型组合准备器脚本段内还有其他的子准备器，则返回执行步骤ES2；

若所述顺序型组合准备器脚本段内没有其他的子准备器，则处理结束。