CN108509254A - Docker Container的监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了Docker Container的监控方法，包含以下步骤：获取当前主机上所有的Container的id信息；根据Container的id信息获取每个容器的Namespace状态，即获取内核导出的当前主机上的所有Container的Namespace；根据所述Container的id信息和Namespace信息获取镜像信息、容器生命周期和容器性能数据；容器数据呈现，并部署监控脚本。本发明可以实现对已创建Docker Container环境的主机的监控，采集容器概况数据、性能数据和镜像数据，实现对Docker容器应用的良好监控与展示。

Description

Docker Container的监控方法及系统

技术领域

本发明涉及容器领域，特别涉及Docker Container的监控方法及系统。

背景技术

随着网络技术的发展，人们越来越习惯在同一服务器中同时运行多个业务。例如，在一台内存为64G的服务器上同时运行导航业务、手机助手以及其他主站业务。在一台服务器上同时运行多个业务时，为保证当其中一个业务受到攻击或者出现运行等方面的问题时，其他业务不会受到相关的不良影响，可以对服务器进行资源隔离。在进行资源隔离时，由于使用VM虚拟机需要占用大量的CPU资源，因此，现有技术中，通常采用对多个容器container进行管理的Docker进行资源隔离。但是，现有技术中，在使用Docker进行资源隔离时，无法很好地对Docker中的相关数据进行查看，即无法获知使用Docker时CPU等网络使用资源的使用情况，因此，容易导致CPU等网络使用资源的过度使用，造成在服务器上运行的所有业务无法继续正常运行。例如，当前使用Docker进行资源隔离使得5项业务同时进行，此时，CPU的占用率已达到临界值，而用户或者开发人员无法获知CPU的使用情况，因此，继续使用Docker进行更多项业务的资源隔离，使得CPU的占用率超过临界值，进而导致网络拥堵，所有业务均无法正常运行。

Docker是由Paas提供商Docker公司开源的一个基于LXC(Linux Container)的高级应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器中。由于其基于LXC的轻量级虚拟化的特点，Docker相比其他虚拟技术，具有启动快、资源占用小的优点。

目前，随着Docker在云计算市场中领先地位的日益稳固，容器虚拟化技术也因为比传统虚拟机有更小的系统的性能开销，因而在对内核隔离要求没有那么苛刻的情况下，有着广泛的应用场景。而传统的对资源使用情况的监控采集，主要是针对HOST或者VM的，因而当提供应用服务的环境是容器时，如何对其进行监控采集，市场的容器监控方法相对单一，目前还没有成熟完善的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供Docker Container的监控方法，可以方便的应用于搭建了容器应用环境的系统，当提供应用服务的环境是容器时，对容器进行镜像分析、性能数据采集等问题，实现对部署在Container中的应用程序对资源的使用情况的监控。

本发明的另一目的在于提供Docker Container的监控系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

Docker Container的监控方法，包含以下步骤：

(1)与Docker通信

与Docker Daemon进行通信，获取当前主机上各个容器的Container的id信息；

(2)根据容器id获取Docker Namespace信息

通过步骤(1)的监控程序与Docker取得通信后，对当前的监控应用程序，赋予其读取proc目录的权限；进入proc目录，通过文件系统提供的接口访问系统内核数据，读取内核导出的该节点上的所有Container的namespace信息；由于LXC(Linux Container)所实现的隔离性主要是来自内核的namespace命名空间，namespace命名空间包括pid、net、ipc、mnt、uts等，其将Container的进程、网络、消息、文件系统与主机的hostname隔离开，为每个Container提供互不影响的虚拟空间，因此通过获取每个Container的命名空间的文件描述符，即可以通过该文件描述符进入到对应的Container的网络命名空间获取信息。

(3)采集资源数据信息

通过步骤(2)获取到Docker Namespace后，根据获取到的container的id信息，通过调用Docker Remote cgroup(control group，LXC采用cgroup实现对每个container所能使用的资源的管理，cgroup提供类似文件的接口实现对资源的配额和度量)的API接口获取各id信息对应的container的资源数据信息；

(4)采集镜像信息

采用基于Docker Remote API的方式，利用GO语言和JSON格式，根据获取到的container的id信息，利用Docker image信息实现对每个容器对应的镜像信息的采集；同时，通过Docker search的使用，配合Docker hub镜像仓库，搜索出镜像仓库中的所需镜像信息；

(5)容器数据呈现

通过步骤(1)～(4)采集到的原生Docker Container数据，使用Angular JS技术控制监控页面路由跳转，使用BootStrap技术控制监控页面排布，最后，使用Angular-ECharts模板技术针对不同的容器数据进行合理展现；

通过基于Docker Remote API将监控客户端与Docker守护进程进行通信，获取到原生数据后，通过JSON序列化和Angular JS前端技术将数据模板化，以ECharts可视化图表的方式呈现，提供了人性化、标准化的容器数据展示方案。

(6)监控脚本部署

利用Docker file技术将Docker监控脚本以Docker build命令打包成image镜像，以本地tar的格式或以上传到镜像仓库的形式提供。

所述步骤(1)具体为：

首先，通过Docker中的协议建立于Docker守护进程的通信；

建立通信后，调用Docker Remote REST API获取主机上各个容器的Container id信息。

步骤(2)中，所述Docker Namespace信息，能够得到容器的不同状态，所述状态包括“启动中”、“停止”和“运行”。

步骤(3)中，所述资源数据信息包括CPU占用信息、Memory占用信息、Net I/O、磁盘I/O、镜像使用。

所述步骤(6)具体为：

利用Docker file技术，使用Docker中的FROM、EXPOSE、MAINTAINER、RUN、CMD等命令，规定监控脚本的基础镜像、监控脚本以容器方式启动后暴露的端口、容器监控执行方法、监控容器启动后的首条命令等，将监控脚本打包成image镜像，只需通过一次Dockerrun命令，即可将监控脚本部署运行，监控各类容器数据，具备良好的易用性。

本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：

Docker Container的监控系统，包括客户端，所述客户端包括获取模块、处理模块和显示模块，其中

获取模块，通过Go语言编写基于Docker Remote API的脚本，Docker守护进程进行通信，获取镜像数据、容器基础数据、容器性能数据、Docker Hub数据；

处理模块，根据获取到的Docker原生数据，以JSON格式处理预设的各类数据；

显示模块，将得到的后台JSON数据进行格式化处理，使用Angular JS技术结合EChart图表将Docker数据有规律、对应的展示在监控平台，以供监控者对自身Docker环境进行监控。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、LXC容器技术因其启动速度快、性能佳等特点，逐渐在云计算领域中占有一席之地。在这之中，Docker是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到Linux机器上。容器使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，可以很容易地在主机和数据中心中运行。本发明面向Docker Container提供容器监控方法，可以方便快速帮助开发者管理容器的全生命周期管理，使得容器技术的普及更进一步。

2、本发明可以方便的应用于需要监控的容器系统，同时实现如下特色功能：

(1)监控运行Docker容器的主机运行状况(2)监控主机上各个容器应用的生命周期(3)监控主机容器应用的性能数据、镜像数据(4)以基于Docker Remote API的方式获取原生数据后，通过JSON和Angular JS的方式预处理数据，最后在ECharts图表中展示。(5)以Docker file形式打包Docker image监控镜像，以Docker run方式启动监控脚本。

3、本发明基于Docker Remote API使用GO语言监控脚本对Docker原生数据进行采集，由于Docker原生采用GO语言，使用GO语言监控脚本对Docker的亲和度较高，能与Docker守护进程相辅相成，将Docker容器各项数据采集完整，保证可靠性。

4、本发明基于GO语言脚本采集到Docker Status原生数据后，通过JSON格式和HTTP协议上报，通过Angular JS框架进行接收处理，将原生数据处理成模板化数据供ECharts图表使用，通过动态折线、曲线、饼状等方式呈现，给开发者提供了便捷、易于使用的接口。

5、本发明利用Docker file技术将监控脚本打包成image镜像，只需通过一次Docker run命令，即可将监控脚本部署运行，监控各类容器数据，具备良好的易用性。

附图说明

图1为本发明所述Docker Container的监控系方法的流程图。

图2为容器监控数据图。

图3为本发明所述Docker Container的监控系统的整体架构图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

面向Docker Container的容器监控方法，包括以下步骤：

S1、获取当前主机上所有的Container的id信息；

S2、根据Container的id信息获取每个容器的Namespace状态，即获取内核导出的当前主机上的所有Container的Namespace；

S3、根据所述Container的id信息和Namespace信息获取镜像信息、容器生命周期和容器性能数据；

S4、容器数据呈现，并部署监控脚本。

具体地：

如图1，Docker Container的监控系方法，包括以下步骤：

(1)与Docker通信

与Docker Daemon进行通信，获取当前主机上各个容器的Container的id信息。首先，通过Docker中的协议建立于Docker守护进程的通信。建立通信后调用Docker RemoteREST API获取主机上各个容器的Container id信息。

(2)获取Docker Namespace信息

通过(1)监控程序与Docker取得通信后，对当前的监控应用程序，赋予其读取proc目录的权限。进入proc目录，通过文件系统提供的接口访问系统内核数据，读取内核导出的该节点上的所有Container的namespace信息。由于LXC(Linux Container)所实现的隔离性主要是来自内核的namespace命名空间，namespace命名空间包括pid、net、ipc、mnt、uts等，其将Container的进程、网络、消息、文件系统与主机的hostname隔离开，为每个Container提供互不影响的虚拟空间，因此通过获取每个Container的命名空间的文件描述符，即可以通过该文件描述符进入到对应的Container的网络命名空间获取信息。

(3)采集CPU、Memory、Net I/O信息

通过(2)步骤获取到Docker Namespace后，根据获取到的container的id信息，通过调用cgroup(control group，LXC采用cgroup实现对每个container所能使用的资源的管理，cgroup提供类似文件的接口实现对资源的配额和度量)的API接口获取各id信息对应的container的资源数据信息，包括但不限于CPU、Memory、Net I/O、磁盘I/O、镜像使用等。

(4)采集镜像信息

采用基于Docker Remote API的方式，利用GO语言和JSON格式，根据获取到的container的id信息，利用Docker image信息实现对每个容器对应的镜像信息的采集。同时，通过Docker search的使用，配合Docker hub镜像仓库，搜索出镜像仓库中的所需镜像信息。

(5)容器数据呈现

通过上述四个步骤采集到的原生Docker Container数据，使用Angular JS技术控制监控页面路由跳转，使用BootStrap技术控制监控页面排布，最后，使用Angular-ECharts模板技术针对不同的容器数据进行合理展现。

(6)监控脚本部署

利用Docker file技术，使用Docker中的FROM、EXPOSE、MAINTAINER、RUN、CMD等命令，规定监控脚本的基础镜像、监控脚本以容器方式启动后暴露的端口、容器监控执行方法、监控容器启动后的首条命令等，将监控脚本打包成image镜像，只需通过一次Dockerrun命令，即可将监控脚本部署运行，监控各类容器数据，具备良好的易用性。

通过本发明提供的方法，能够实现对所有的基于Docker Container的资源使用的监控采集，且可以准确地采集到云计算应用中container资源使用情况。

本发明揭示了一种可以方便的应用于需要监控的容器系统，同时实现如下功能：

(1)监控运行Docker容器的主机运行状况，包括容器应用在主机占用CPU、内存情况、网络I/O和磁盘I/O。

(2)监控主机上各个容器应用的生命周期，包括各个容器的启动与否、健康状态等等；

(3)监控主机容器应用的性能数据、镜像数据，帮助开发者管理容器中的各项基本指标。

(4)以基于Docker Remote API的方式获取原生数据后，通过JSON和Angular JS的方式预处理数据，最后在ECharts图表中展示。

(5)以Docker file形式打包Docker image监控镜像，以Docker run方式启动监控脚本。

同时本发明提供了一种全新的采集部署在container中的业务资源使用情况的解决方案。通过cgroup和namespace系统调用接口，在内核数据结构的基础上，获取container的底层信息，在用户空间通过相应的接口，读取相应的内核空间的数据，实现了对container的度量值采集，为container的底层数据采集提供了有效可行的解决方案。

图2展示了容器监控的数据有哪些，如图2所示，包括：容器整体状况数据、Container生命周期数据、Container对应镜像数据、Container各项性能数据和Docker Hub仓库镜像数据。

图3展示了容器数据的采集与处理、容器监控脚本部署运行两者之间的架构。包括容器数据采集的种类、容器数据处理的方法、容器监控脚本部署方法。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.Docker Container的监控方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)与Docker通信

与Docker Daemon进行通信，获取当前主机上各个容器的Container的id信息；

(2)根据容器id获取Docker Namespace信息

通过步骤(1)的监控程序与Docker取得通信后，对当前的监控应用程序，赋予其读取proc目录的权限；进入proc目录，通过文件系统提供的接口访问系统内核数据，读取内核导出的该节点上的所有Container的namespace信息；

(3)采集资源数据信息

通过步骤(2)获取到Docker namespace后，根据获取到的container的id信息，通过调用Docker Remote cgroup的API接口获取各id信息对应的container的资源数据信息；

(4)采集镜像信息

采用基于Docker Remote API的方式，利用GO语言和JSON格式，根据获取到的container的id信息，利用Docker image信息实现对每个容器对应的镜像信息的采集；同时，通过Docker search的使用，配合Docker hub镜像仓库，搜索出镜像仓库中的所需镜像信息；

(5)容器数据呈现

通过步骤(1)～(4)采集到的原生Docker Container数据，使用AngularJS技术控制监控页面路由跳转，使用BootStrap技术控制监控页面排布，最后，使用Angular-ECharts模板技术针对不同的容器数据进行展现；

(6)监控脚本部署

利用Docker file技术将Docker监控脚本以Docker build命令打包成image镜像，以本地tar的格式或以上传到镜像仓库的形式提供。

2.根据权利要求1所述Docker Container的监控方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：

首先，通过Docker中的协议建立于Docker守护进程的通信；

建立通信后，调用Docker Remote REST API获取主机上各个容器的Container id信息。

3.根据权利要求1所述Docker Container的监控方法，其特征在于，步骤(2)中，所述Docker Namespace信息，能够得到容器的不同状态，所述状态包括“启动中”、“停止”和“运行”。

4.根据权利要求1所述Docker Container的监控方法，其特征在于，步骤(3)中，所述资源数据信息包括CPU占用信息、Memory占用信息、Net I/O、磁盘I/O、镜像使用。

5.根据权利要求1所述Docker Container的监控方法，其特征在于，所述步骤(6)具体为：

利用Docker file技术，使用Docker中的FROM、EXPOSE、MAINTAINER、RUN、CMD命令，规定监控脚本的基础镜像、监控脚本以容器方式启动后暴露的端口、容器监控执行方法、监控容器启动后的首条命令，将监控脚本打包成image镜像，只需通过一次Docker run命令，即可将监控脚本部署运行，监控各类容器数据。

6.用于实现权利要求1至5任一权利要求所述Docker Container的监控方法的DockerContainer的监控系统，其特征在于：包括客户端，所述客户端包括获取模块、处理模块和显示模块，其中

获取模块，通过Go语言编写基于Docker Remote API的脚本，Docker守护进程进行通信，获取镜像数据、容器基础数据、容器性能数据、Docker Hub数据；

处理模块，根据获取到的Docker原生数据，以JSON格式处理预设的各类数据；

显示模块，将得到的后台JSON数据进行格式化处理，使用Angular JS技术结合EChart图表将Docker数据展示在监控平台。