CN108040079A - 基于国产cpu和操作系统的分布式容器集群服务发现方法 - Google Patents
基于国产cpu和操作系统的分布式容器集群服务发现方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，所述方法使用DNS的方式提供服务发现的功能，为服务分配域名，将服务的名称及信息组织成域名注册到容器化软件中，并将域名和服务信息相互映射成一个数据库，访问服务时通过服务名称获取对应的IP地址和端口信息，实现服务发现的功能。本发明方法支持在基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群管理平台上运行，能够实现分布式容器集群的服务发现功能；解决了容器和服务发布对先后顺序的依赖，不要求服务必须在容器启动前发布，降低了部署难度；发现的服务集合是分布式容器集群中服务的全集，对每个容器来说都是相同的，不论容器是什么时间启动。
Description
技术领域
本发明涉及分布式容器集群服务技术领域，具体涉及一种基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法。
背景技术
随着国内企业信息化和政府电子政务的发展，大中型企业以及政府机构越来越依赖于信息系统展开其业务运作，软件应用在国产CPU和操作系统下由单一架构转变为微服务架构逐渐成为趋势，应用部署也将逐渐容器化，集群化。
将容器应用部署到分布式集群时，其服务地址，即IP地址和端口,是由分布式集群系统动态分配的，那么，当我们需要访问这个服务时，如何确定它的地址呢。这时，就需要服务发现。
在分布式容器集群中，当发布一个服务之后，我们要使用这个服务第一个问题就是要拿到这个服务的IP地址和端口，目前国产化容器集群管理平台提供了一种方法，通过读写环境变量的模式进行服务发现，将现有服务的IP地址和端口以环境变量的方式在容器启动时写入容器中，程序可以通过读取容器中这些环境变量获取服务地址，这种方法要求先发布服务后启动容器，在容器启动的时候，通过分布式容器集群管理平台将环境变量写入到容器中，供程序读取。
这种方法虽然解决了服务发现的问题，但是有明显的缺点，方法有明显的顺序依赖关系，必须先发布服务，再启动容器；注入到容器中的环境变量也仅仅能够反映容器启动时服务的状态，不能反映之后的状态。这些缺点会导致服务发布前启动的容器程序无法访问该服务，随着服务的数量增多效率也会变得越来越低，部署也将会变得越来越复杂。并且当容器程序运行期间，如果服务发生变化，或有访问其他服务的需求，这些情况都必须重启容器才能实现，导致运维复杂化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明针对以上问题，提供一种基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，解决了国产环境分布式容器集群中现存服务发现方法的上述缺点。这种服务发现方法为服务分配域名，在分布式集群中可以通过名称访问服务，并且访问的服务是访问时的最新状态。
本发明所采用的技术方案为：
基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，所述方法使用DNS的方式提供服务发现的功能，为服务分配域名，将服务的名称及信息组织成域名注册到容器化软件中，并将域名和服务信息相互映射成一个数据库，访问服务时通过服务名称获取对应的IP地址和端口信息，实现服务发现的功能。
所述方法的内容还包括：
将DNS监听模块、DNS查询模块和健康检查模块程序封装到容器中，并通过分布式容器集群管理平台发布运行，分别提供服务信息采集，服务名称域名化，DNS记录存储，DNS解析服务，以及模块的健康监测功能，实现分布式容器集群中的服务发现。
所述方法的内容还包括：
采用在分布式容器集群中运行的容器化程序作为实现服务发现的载体；
所述容器化程序主要负责对基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群进行实施服务资源监控，内部保存DNS记录，提供实时DNS解析功能，实现服务发现。
所述方法内容包括服务发现处理机制，通过DNS域名解析方法，将服务信息保存为DNS记录，实时提供解析服务。
所述方法实现包括内容如下：
通过分布式容器集群管理平台调度DNS服务，服务地址为提供DNS解析服务的地址；
通过容器集群管理平台运行DNS监听模块、DNS查询模块和健康检查模块三个容器化模块，提供具体的服务域名注册和域名解析功能；
通过分布式容器集群管理平台修改每个节点的配置文件，使每个启动的容器都使用对应的地址作为自己的DNS服务器地址。
所述DSN监听模块主要负责监听服务资源和存储DNS记录，其中：
监听服务资源是通过对应资源的监听接口和定期调用查询接口来实现的，监听接口提供了流式的通知功能，调用查询接口进行周期性的全量查询，避免遗漏信息。
所述方法在监听时周期性获取一个全量查询后，在本地建立一个缓存cache，当监听的服务资源发生变更时，自动更新本地缓存，并根据缓存的变化确定事件的发生，事件类型包括添加、删除、修改事件，最后根据事件调用相关函数对DNS记录进行修改，DNS记录以目录树的形式保存在内存中，提高保存及查询效率。
所述DNS查询模块用来提供DNS查询服务，通过监听DNS服务器默认端口，接受域名解析请求，并通过通信接口调用DSN监听模块的函数从DSN监听模块内部保存的DNS目录树种获取对应的DNS记录，最后域名解析结果返回。
所述健康检查模块用来检测DNS监听模块、DNS查询模块的可用性，通过周期性的执行指令访问DNS监听模块、DNS查询模块以确定他们的健康状况，并提供Http API接口供分布式容器集群管理平台调用。
所述方法域名解析流程包括内容如下：
1）、DNS查询模块运行基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群中，监听服务端口；
2）、在容器中访问服务时，系统将search记录与指定的名称拼接；
当使用“服务名称”访问服务时，最终会使用default.cluster.local这条search记录拼接完整的服务名称；
当使用“服务名称.namespace”时，最终会使用cluster.local这条search记录，拼接成完整域名并向DNS查询模块请求解析；
3）、DNS查询模块收到请求后，向服务监听模块查询内部DNS记录；
4）、DNS查询模块将解析结果返回给分布式容器集群中的应用。
本发明的有益效果为：
本发明方法支持在基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群管理平台上运行，能够实现分布式容器集群的服务发现功能；解决了容器和服务发布对先后顺序的依赖，不要求服务必须在容器启动前发布，降低了部署难度；发现的服务集合是分布式容器集群中服务的全集，对每个容器来说都是相同的，不论容器是什么时间启动；发现的服务是被使用时的最新状态，不会局限在容器启动前的服务状态；使用服务名称作为域名进行DNS记录，支持在分布式容器集群中直接使用服务名称而不必考虑服务的IP变化；在软件内部使用目录树方式在内存中保存DNS记录，提高域名解析效率；支持区分服务的名字空间和集群域名，保证服务的隔离性；支持模块的健康监测，提高模块的可用性。
附图说明
图1为本发明方法涉及的结构图；
图2为DNS监听模块逻辑结构图；
图3为DNS查询模块逻辑结构图。
具体实施方式
下面根据说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：
基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，所述方法使用域名系统（DNS）的方式提供服务发现的功能，为服务分配域名，将服务的名称及信息组织成域名注册到容器化软件中，并将域名和服务信息（IP、Port等）相互映射成一个数据库，访问服务时通过服务名称获取对应的IP地址和端口等信息，实现服务发现的功能。
本发明方法使得程序可以随时通过服务的名称就可以访问其提供的服务，而不用再去关注服务地址的变化，也不必关注软件启动和服务发布的先后顺序，解决了分布式容器集群中难以及时发现新服务的问题。
如图1所示，所述方法的内容还包括：
将DNS监听模块、DNS查询模块和健康检查模块等程序封装到容器中，并通过分布式容器集群管理平台发布运行，分别提供服务信息采集，服务名称域名化，DNS记录存储，DNS解析服务，以及模块的健康监测等功能，实现分布式容器集群中的服务发现。
所述方法的内容还包括：
采用在分布式容器集群中运行的容器化程序作为实现服务发现的载体，屏蔽国产CPU和操作系统的差异性，统一程序运行环境，实现国产化CPU和操作系统上分布式容器集群的服务发现功能；
所述容器化程序主要负责对基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群进行实施服务资源监控，内部保存DNS记录，提供实时DNS解析功能，实现服务发现。
所述方法内容包括服务发现处理机制，通过DNS域名解析方法，将服务信息保存为DNS记录，实时提供解析服务。
相比于使用环境变量传递服务信息进行服务发现的模式，保证了服务的时效性。
所述方法实现包括内容如下：
基于国产CPU和操作系统下的分布式容器集群管理平台，通过分布式容器集群管理平台调度DNS服务，服务地址为提供DNS解析服务的地址；
通过容器集群管理平台运行DNS监听模块、DNS查询模块和健康检查模块三个容器化模块，提供具体的服务域名注册和域名解析功能；
通过分布式容器集群管理平台修改每个节点的配置文件，使每个启动的容器都使用对应的地址作为自己的DNS服务器地址。
如图2所示，所述DSN监听模块主要负责监听服务资源和存储DNS记录，其中：
监听服务资源是通过对应资源的监听接口和定期调用查询接口来实现的，监听接口提供了流式的通知功能，调用查询接口进行周期性的全量查询，避免遗漏信息。
所述方法在监听时周期性获取一个全量查询后，在本地建立一个缓存cache，当监听的服务资源发生变更时，自动更新本地缓存，并根据缓存的变化确定事件的发生，事件类型包括添加、删除、修改事件，最后根据事件调用相关函数对DNS记录进行修改，DNS记录以目录树的形式保存在内存中，提高保存及查询效率。
对于每条DNS记录DSN监听模块都将为服务赋予一个名为“name.namespace.cluster.local”的A记录，用来解析服务的就集群IP地址，其中name是服务的名称，namespace是服务所在容器集群中的名字空间，cluster.local是分布式容器集群管理平台定义的容器集群的域名。
如图3所示，所述DNS查询模块用来提供DNS查询服务，通过监听DNS服务器默认端口，接受域名解析请求，并通过通信接口调用DSN监听模块的函数从DSN监听模块内部保存的DNS目录树种获取对应的DNS记录，最后域名解析结果返回。
所述健康检查模块用来检测DNS监听模块、DNS查询模块的可用性，通过周期性的执行指令访问DNS监听模块、DNS查询模块以确定他们的健康状况，并提供Http API接口供分布式容器集群管理平台调用，方便分布式容器集群管理平台了解容器的健康状态，这样分布式容器集群管理平台可在容器出现故障时重启容器，以提高该服务发现方法的可用性。
所述方法域名解析流程包括内容如下：
1）、DNS查询模块运行基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群中，监听服务端口；
2）、在容器中访问服务时，系统将search记录与指定的名称拼接；
当使用“服务名称”访问服务时，最终会使用default.cluster.local这条search记录拼接完整的服务名称；
当使用“服务名称.namespace”时，最终会使用cluster.local这条search记录，拼接成完整域名并向DNS查询模块请求解析；
3）、DNS查询模块收到请求后，向服务监听模块查询内部DNS记录；
4）、DNS查询模块将解析结果返回给分布式容器集群中的应用。
实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述方法使用DNS的方式提供服务发现的功能，为服务分配域名，将服务的名称及信息组织成域名注册到容器化软件中，并将域名和服务信息相互映射成一个数据库，访问服务时通过服务名称获取对应的IP地址和端口信息，实现服务发现的功能。
2.根据权利要求1所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述方法的内容还包括：
将DNS监听模块、DNS查询模块和健康检查模块程序封装到容器中，并通过分布式容器集群管理平台发布运行，分别提供服务信息采集，服务名称域名化，DNS记录存储，DNS解析服务，以及模块的健康监测功能，实现分布式容器集群中的服务发现。
3.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服务发现方法，其特征在于，所述方法的内容还包括：
采用在分布式容器集群中运行的容器化程序作为实现服务发现的载体；
所述容器化程序主要负责对基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群进行实施服务资源监控，内部保存DNS记录，提供实时DNS解析功能，实现服务发现。
4.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服务发现方法，其特征在于，所述方法内容包括服务发现处理机制，通过DNS域名解析方法，将服务信息保存为DNS记录，实时提供解析服务。
5.根据权利要求4所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述方法实现包括内容如下：
通过分布式容器集群管理平台调度DNS服务，服务地址为提供DNS解析服务的地址；
通过容器集群管理平台运行DNS监听模块、DNS查询模块和健康检查模块三个容器化模块，提供具体的服务域名注册和域名解析功能；
通过分布式容器集群管理平台修改每个节点的配置文件，使每个启动的容器都使用对应的地址作为自己的DNS服务器地址。
6.根据权利要求5所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述DSN监听模块主要负责监听服务资源和存储DNS记录，其中：
监听服务资源是通过对应资源的监听接口和定期调用查询接口来实现的，监听接口提供了流式的通知功能，调用查询接口进行周期性的全量查询，避免遗漏信息。
7.根据权利要求6所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述方法在监听时周期性获取一个全量查询后，在本地建立一个缓存cache，当监听的服务资源发生变更时，自动更新本地缓存，并根据缓存的变化确定事件的发生，事件类型包括添加、删除、修改事件，最后根据事件调用相关函数对DNS记录进行修改，DNS记录以目录树的形式保存在内存中，提高保存及查询效率。
8.根据权利要求7所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述DNS查询模块用来提供DNS查询服务，通过监听DNS服务器默认端口，接受域名解析请求，并通过通信接口调用DSN监听模块的函数从DSN监听模块内部保存的DNS目录树种获取对应的DNS记录，最后域名解析结果返回。
9.根据权利要求8所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述健康检查模块用来检测DNS监听模块、DNS查询模块的可用性，通过周期性的执行指令访问DNS监听模块、DNS查询模块以确定他们的健康状况，并提供Http API接口供分布式容器集群管理平台调用。
10.根据权利要求9所述的基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群服务发现方法，其特征在于，所述方法域名解析流程包括内容如下：
1）、DNS查询模块运行基于国产CPU和操作系统的分布式容器集群中，监听服务端口；
2）、在容器中访问服务时，系统将search记录与指定的名称拼接；
当使用“服务名称”访问服务时，最终使用default.cluster.local这条search记录拼接完整的服务名称；
当使用“服务名称.namespace”时，最终使用cluster.local这条search记录，拼接成完整域名并向DNS查询模块请求解析；
3）、DNS查询模块收到请求后，向服务监听模块查询内部DNS记录；
4）、DNS查询模块将解析结果返回给分布式容器集群中的应用。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180515 |