CN108920136B

CN108920136B - 一种基于容器的操作系统创建方法、系统及相关装置

Info

Publication number: CN108920136B
Application number: CN201810698973.5A
Authority: CN
Inventors: 赵红博
Original assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: CN108920136A

Abstract

本申请公开了一种基于容器的操作系统创建方法，首先根据实际需求确定构成目标操作系统所需的应用和服务，接着对这些应用和服务进行容器化处理，并同时根据该实际需求生成如何组织各应用镜像和各服务镜像实现所需功能的配置文件，最终即可根据这些应用镜像、服务镜像以及配置文件创建得到目标操作系统。由于只保留需要的应用和服务，使得体积尽可能的小，而表现为容器镜像的各应用和服务自身包含有所有依赖包，无需查找或从其它地方调用，加载和启动速度更快，更加符合物联网领域的要求。本申请还同时公开了一种基于容器的操作系统创建系统、装置及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

一种基于容器的操作系统创建方法、系统及相关装置

技术领域

本申请涉及容器化技术领域，特别涉及一种基于容器的操作系统创建方法、系统、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

Docker作为一个开源的应用容器引擎，可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何运行Linux(一种流行的操作系统)的机器上，相比于传统方式，由于采用基于Docker的容器化技术无需依赖外界环境，拥有更高的安全性和与系统内其它运行环境更低的依懒性。因此现在很多应用和服务已经开始使用由Docker引擎制作的Docker镜像以容器化的形式进行发布。

操作系统是所有应用和服务运行的基础，操作系统的安全性直接影响着在其上运行的应用和服务以及其中数据的安全性，而现有操作系统架构已经成熟，功能全面但也相应庞大且臃肿，而当今物联网领域迫切的需要一种体积尽可能小、模块化程度高、启动速度快、定制简单的操作系统来实现万物互联的目的。

因此，现有操作系统无法满足物联网领域的要求，如何提供一种模块化程度高、依赖性更低、启动速度更快、体积尽可能小的操作系统是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于容器的操作系统创建方法，首先根据实际需求确定构成目标操作系统所需的应用和服务，接着对这些应用和服务进行容器化处理，并同时根据该实际需求生成如何组织各应用镜像和各服务镜像实现所需功能的配置文件，最终即可根据这些应用镜像、服务镜像以及配置文件创建得到目标操作系统。由于只保留需要的应用和服务，使得体积尽可能的小，而表现为容器镜像的各应用和服务自身包含有所有依赖包，无需查找或从其它地方调用，加载和启动速度更快，更加符合物联网领域的要求。

本申请的另一目的在于提供了一种基于容器的操作系统创建系统、装置及计算机可读存储介质。

为实现上述目的，本申请提供一种基于容器的操作系统创建方法，包括：

根据目标操作系统所需的功能确定目标服务和目标应用；

将各所述目标服务和各所述目标应用进行容器化处理，得到各服务镜像和各应用镜像；

根据所述功能确定各所述服务镜像与各所述应用镜像间的依赖关系，并根据所述依赖关系生成配置文件；

利用各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件创建所述目标操作系统。

可选的，将各所述目标服务和各所述目标应用进行容器化处理，得到各服务镜像和各应用镜像，包括：

利用Docker引擎将各所述目标服务和各所述目标应用进行容器化，得到各服务容器和各应用容器；

根据各所述服务容器和各所述应用容器生成相应的各服务镜像和各应用镜像。

可选的，在利用各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件创建所述目标操作系统之前，还包括：

利用ISO制作工具整合各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件，得到ISO系统镜像；

对应的，利用各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件创建所述目标操作系统，具体为：

利用ISO系统镜像安装工具解压所述ISO系统镜像，得到各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件；其中，所述ISO系统镜像安装工具未进行容器化；

利用所述配置文件将创建所述目标操作系统中底层文件系统所需的服务镜像和应用镜像安装在磁盘上，以在安装完成后创建得到所述目标操作系统。

可选的，在创建得到所述目标操作系统之后，还包括：

按预设路径返回所述目标操作系统的创建完成信息。

为实现上述目的，本申请还提供了一种基于容器的操作系统创建系统，该基于容器的操作系统创建系统包括：

所需服务和应用确定单元，用于根据目标操作系统所需的功能确定目标服务和目标应用；

容器化处理单元，用于将各所述目标服务和各所述目标应用进行容器化处理，得到各服务镜像和各应用镜像；

依赖关系确定及配置文件生成单元，用于根据所述功能确定各所述容器化服务镜像与各所述容器化应用镜像间的依赖关系，并根据所述依赖关系生成配置文件；

目标操作系统创建单元，用于利用各所述容器化服务镜像、各所述容器化应用镜像以及所述配置文件创建所述目标操作系统。

可选的，所述容器化处理单元包括：

容器获得子单元，用于利用Docker引擎将各所述目标服务和各所述目标应用进行容器化，得到各服务容器和各应用容器；

镜像获得子单元，用于根据各所述服务容器和各所述应用容器生成相应的各服务镜像和各应用镜像。

可选的，该基于容器的操作系统创建系统还包括：

ISO系统镜像制作单元，用于利用ISO制作工具整合各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件，得到ISO系统镜像；

对应的，所述目标操作系统创建单元具体为：

解压子单元，用于利用ISO系统镜像安装工具解压所述ISO系统镜像，得到各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件；其中，所述ISO系统镜像安装工具未进行容器化；

底层文件系统安装子单元，用于利用所述配置文件将创建所述目标操作系统中底层文件系统所需的服务镜像和应用镜像安装在磁盘上，以在安全完成后创建得到所述目标操作系统。

可选的，该基于容器的操作系统创建系统还包括：

创建完成信息返回单元，用于按预设路径返回所述目标操作系统的创建完成信息。

为实现上述目的，本申请还提供了一种基于容器的操作系统创建装置，该基于容器的操作系统创建装置包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述内容所描述的操作系统创建方法的步骤。

为实现上述目的，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述内容所描述的操作系统创建方法的步骤。

显然，本申请所提供的一种基于容器的操作系统创建方法，该方法首先根据实际需求确定构成目标操作系统所需的应用和服务，接着对这些应用和服务进行容器化处理，并同时根据该实际需求生成如何组织各应用镜像和各服务镜像实现所需功能的配置文件，最终即可根据这些应用镜像、服务镜像以及配置文件创建得到目标操作系统。由于只保留需要的应用和服务，使得体积尽可能的小，而表现为容器镜像的各应用和服务自身包含有所有依赖包，无需查找或从其它地方调用，加载和启动速度更快，更加符合物联网领域的要求。本申请同时还提供了一种基于容器的操作系统创建系统、装置及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于容器的操作系统创建方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的另一种基于容器的操作系统创建方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种采用方式创建操作系统的对比示意图；

图4为本申请实施例提供的一种基于容器的操作系统创建系统的结构框图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种基于容器的操作系统创建方法，该方法首先根据实际需求确定构成目标操作系统所需的应用和服务，接着对这些应用和服务进行容器化处理，并同时根据该实际需求生成如何组织各应用镜像和各服务镜像实现所需功能的配置文件，最终即可根据这些应用镜像、服务镜像以及配置文件创建得到目标操作系统。由于只保留需要的应用和服务，使得体积尽可能的小，而表现为容器镜像的各应用和服务自身包含有所有依赖包，无需查找或从其它地方调用，加载和启动速度更快，更加符合物联网领域的要求。本申请的另一核心是提供一种基于容器的操作系统创建系统、装置及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

以下结合图1，图1为本申请实施例提供的一种基于容器的操作系统创建方法的流程图，其具体包括以下步骤：

S101：根据目标操作系统所需的功能确定目标服务和目标应用；

本步骤旨在根据构建该目标操作系统的实际需求确定需要的服务和应用，当然，还包括构建目标操作系统底层文件系统和整体运行环境的必需应用和服务，这些底层的应用和服务是每个操作系统都必不可少的，本步骤中确定的目标服务和目标应用是在此基础上根据实际要实现的功能选择的，且仅选择所需部分，不相关的冗余应用和服务不会被选用来构建该目标操作系统，因此可实现目标操作系统的体积尽可能的小。

S102：将各目标服务和各目标应用进行容器化处，得到各服务镜像和各应用镜像；

在S101的基础上，本步骤旨在利用Docker引擎对各目标服务和各目标应用进行容器化，以得到表现为容器化的各服务镜像和各应用镜像。

需要说明的是，本步骤中所描述的服务镜像和应用镜像与后文提及的格式为ISO的系统镜像不同，服务镜像或应用镜像是将服务或应用使用Docker引擎进行容器化处理后得到的一个Docker镜像，每个Docker镜像在运行过程中将对应的服务或应用以容器的形式表现出来，而非后文中描述的常见于安装操作系统时使用的ISO系统镜像。

由于进行了容器化处理，使得每个服务和应用对应的Docker镜像中都包含运行该应用和服务所需的所有依赖包，因此每个服务或应用在单一使用就可以完成目标功能时可基于包含所有内容的容器快速启动和完成，无需像传统操作系统还需要查询依赖包并进行调用等操作，模块化和可定制程度高，当然，每个服务或应用对应的Docker镜像仅仅是对应服务或应用的空白模板，还需要根据实际情况对每个服务或应用进行配置，以使其在合适的位置发挥合适的作用。

S103：根据功能确定各服务镜像与各应用镜像间的依赖关系，并根据依赖关系生成配置文件；

在S102的基础上，本步骤旨在根据构建该目标操作系统所需的功能确定各目标服务和各目标应用间的依赖关系，确定了各目标服务和各目标应用间的依赖关系也就是确定了对应的各服务镜像与各应用镜像间的依赖关系，根据该依赖关系和在S102中提及的配置参数生成该配置文件，该配置文件的目的在于协同控制各Docker镜像对应的服务或应用进行功能实现，根据实际情况配置各服务或应用的具体参数、将一些服务或应用安装在预设位置等，在此不再赘述。

即本步骤中生成的配置文件是指导目标操作系统创建所需的重要文件。

S104：利用各服务镜像、各应用镜像以及配置文件创建目标操作系统。

S102提供了构建该目标操作系统所需的各容器化应用和各容器化服务、S103提供了如何配置这些容器化应用和容器化服务以及如何组织这些应用和服务间进行功能实现的配置文件，因此已经满足了构建目标操作系统所需的最基本数据文件，即可以通过各服务镜像、各应用镜像以及配置文件创建目标操作系统，具体创建步骤根据选用的不同安装方法本领域技术人员可以给出相应的创建步骤，在此不一一赘述。

仅以在Linux系统上以ISO系统镜像(一种常见的安装操作系统时使用的文件格式)的方式来创建该目标操作系统的方式进行说明：

为使得本申请提供的目标操作系统更易于安装，此处依旧保持安装传统操作系统所使用的ISO系统镜像来实现，使得安装过程更易上手，那么还需要一个额外的步骤就是要将S104中用于创建目标操作系统所需的各服务镜像、各应用镜像以及配置文件整合为一个ISO系统镜像，这一步可以使用ISO制作工具完成，实际上就是完成内容和整合和格式转换，之后在将该ISO系统镜像中包含的目标操作系统创建在目标设备上是，还需要使用ISO系统镜像安装工具，大体步骤为将ISO系统镜像中包含的数据解压缩展开，之后即可按照其中包含的配置文件首先完成底层文件系统(以及系统内核)的搭建，这一步骤会将某些底层应用和底层服务安装在预设位置并进行一些参数的配置，在底层文件系统大家好后，即可根据实际需求选择用于实现额外功能的应用或服务的安装时间，以在其安装完成、参数配置文件后用于功能实现。

进一步的，在目标操作系统安装完成后，还可以通过预设路径返回一个安装完成信号，以及时通知目标设备的使用人员。该预设路径的表现形式多种多样，可以是发出一段语音提示信息，也可以是进行一个提示弹窗，甚至可以通过预先置入的数据通信地址发送一段预置文字等，此处并不做具体限定，可以根据实际情况灵活选择。

基于上述技术方案，本申请实施例提供的一种基于容器的操作系统创建方法，首先根据实际需求确定构成目标操作系统所需的应用和服务，接着对这些应用和服务进行容器化处理，并同时根据该实际需求生成如何组织各应用镜像和各服务镜像实现所需功能的配置文件，最终即可根据这些应用镜像、服务镜像以及配置文件创建得到目标操作系统。由于只保留需要的应用和服务，使得体积尽可能的小，而表现为容器镜像的各应用和服务自身包含有所有依赖包，无需查找或从其它地方调用，加载和启动速度更快，更加符合物联网领域的要求。

实施例二

以下结合图2，图2为本申请实施例提供的另一种基于容器的操作系统创建方法的流程图，本实施例在实施例一的基础上，结合常用的操作系统安装方案给出了一种以ISO系统镜像形式创建得到目标操作系统的实现方式，具体包括如下步骤：

S201：根据目标操作系统所需的功能确定目标服务和目标应用；

S202：利用Docker引擎将各目标服务和各目标应用进行容器化，得到各服务容器和各应用容器；

本步骤中涉及的Docker引擎的具体解释还请参见背景技术部分，在此不再赘述。

S203：根据各服务容器和各应用容器生成相应的各服务镜像和各应用镜像；

S204：根据功能确定各服务镜像与各应用镜像间的依赖关系，并根据依赖关系生成配置文件；

S205：利用ISO制作工具整合各服务镜像、各应用镜像以及配置文件，得到ISO系统镜像；

S206：利用ISO系统镜像安装工具解压ISO系统镜像，得到各服务镜像、各应用镜像以及配置文件；

S207：利用配置文件将创建目标操作系统中底层文件系统所需的服务镜像和应用镜像安装在磁盘上，以在安装完成后创建得到目标操作系统。

请参见图3，图3通过上下两部分区别表示了基于容器构建起来的操作系统和采用传统方式构建起来的操作系统间的区别，可发现传统方式构建起来的操作系统需要一个庞大的底层内核和文件引导程序，内核中包含许多冗余的应用的服务，且相互之前彼此依赖，耦合性高，单一去除一些应用和服务难度很高，而基于容器化思想构建起来的操作系统中的应用和服务以不同容器的形式存在，彼此间可认为是不存在依赖关系或存在极少依赖关系的独立个体，模块化和可定制程度高，不同容器对应的应用和服务通过配置文件统一配置和调用，参数配置方便灵活，同时还拥有启动速度快的优点，使得用用户体验更佳。

此处给出图3中上半部所示的基于容器构建起来的操作系统的构建过程：首先对系统内服务和应用容器化，需要分析各个服务和应用的依赖关系，最终写成dockerfile(生成Docker镜像的配置文件)的形式，通过该dockerfile可以快速的将容器化的服务或应用生成相应的Docker镜像，然后通过配置文件配置系统默认安装的服务和应用，系统启动配置文件选择yaml文件格式，因为操作系统一般都是以ISO形式发布，所以还需要一个工具来把在配置文件里面指定的内核、服务和应用整合成一个ISO文件，在该ISO文件有各种服务和应用的镜像，以及如何启动：

(1)对服务和应用容器化并写成dockerfile形式，生成的容器镜像可以代表该服务和应用；

(2)根据需求定制配置文件，在配置文件中指定该系统中需要提供的服务和应用，在制作ISO的过程中会把服务和应用的镜像加入到底层文件系统；

(3)使用ISO制作工具制作ISO系统镜像，在该过程中会包含系统安装程序，该系统安装工具没有被容器化，通过系统安装工具可以把内核和文件系统安装到磁盘上。

需要说明的是，图3上半部中出现的各英文单词均为Linux系统中常见的应用或服务，本领域技术人员可根据专业知识确定具体含义，在此不再赘述。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到根据本申请提供的基本方法原理结合实际情况可以存在很多的例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的保护范围内。

下面请参见4，图4为本申请实施例提供的一种基于容器的操作系统创建系统的结构框图，该基于容器的操作系统创建系统可以包括：

所需服务和应用确定单元100，用于根据目标操作系统所需的功能确定目标服务和目标应用；

容器化处理单元200，用于将各目标服务和各目标应用进行容器化处理，得到各服务镜像和各应用镜像；

依赖关系确定及配置文件生成单元300，用于根据功能确定各容器化服务镜像与各容器化应用镜像间的依赖关系，并根据依赖关系生成配置文件；

目标操作系统创建单元400，用于利用各容器化服务镜像、各容器化应用镜像以及配置文件创建目标操作系统。

其中，容器化处理单元200可以包括：

容器获得子单元，用于利用Docker引擎将各目标服务和各目标应用进行容器化，得到各服务容器和各应用容器；

镜像获得子单元，用于根据各服务容器和各应用容器生成相应的各服务镜像和各应用镜像。

进一步的，该基于容器的操作系统创建系统还可以包括：

ISO系统镜像制作单元，用于利用ISO制作工具整合各服务镜像、各应用镜像以及配置文件，得到ISO系统镜像；

对应的，目标操作系统创建单元400具体包括：

解压子单元，用于利用ISO系统镜像安装工具解压ISO系统镜像，得到各服务镜像、各应用镜像以及配置文件；其中，ISO系统镜像安装工具未进行容器化；

底层文件系统安装子单元，用于利用配置文件将创建目标操作系统中底层文件系统所需的服务镜像和应用镜像安装在磁盘上，以在安全完成后创建得到目标操作系统。

进一步的，该基于容器的操作系统创建系统还可以包括：

创建完成信息返回单元，用于按预设路径返回目标操作系统的创建完成信息。

基于上述实施例，本申请还提供了一种基于容器的操作系统创建装置，该部署装置可以包括存储器和处理器，其中，该存储器中存有计算机程序，该处理器调用该存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然，该基于容器的操作系统创建装置还可以包括各种必要的网络接口、电源以及其它零部件等。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行终端或处理器执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种基于容器的操作系统创建方法，其特征在于，包括：

根据目标操作系统所需的功能确定目标服务和目标应用；

利用各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件创建所述目标操作系统；

将各所述目标服务和各所述目标应用进行容器化处理，得到各服务镜像和各应用镜像，包括：

根据各所述服务容器和各所述应用容器生成相应的各服务镜像和各应用镜像；

在利用各所述服务镜像、各所述应用镜像以及所述配置文件创建所述目标操作系统之前，还包括：

2.根据权利要求1所述的操作系统创建方法，其特征在于，在创建得到所述目标操作系统之后，还包括：

按预设路径返回所述目标操作系统的创建完成信息。

3.一种基于容器的操作系统创建系统，其特征在于，包括：

目标操作系统创建单元，用于利用各所述容器化服务镜像、各所述容器化应用镜像以及所述配置文件创建所述目标操作系统；

所述容器化处理单元包括：

镜像获得子单元，用于根据各所述服务容器和各所述应用容器生成相应的各服务镜像和各应用镜像；

还包括：

对应的，所述目标操作系统创建单元具体为：

4.根据权利要求3所述的操作系统创建系统，其特征在于，还包括：

5.一种基于容器的操作系统创建装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1或2所述的操作系统创建方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述的操作系统创建方法的步骤。