CN109491674A

CN109491674A - 一种在Kubernetes集群中自动部署服务的方法与系统

Info

Publication number: CN109491674A
Application number: CN201811307270.1A
Authority: CN
Inventors: 李斌; 关键
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2019-03-19

Abstract

本发明公开了一种在Kubernetes集群中自动部署服务的方法，属于云计算领域。本发明将开发者上传的源代码用Git做统一管理，并利用NFS技术将代码在集群内共享；在此基础上，利用预先研发的工具镜像，实现了一键自动部署。其使用流程如下：第一，开发者完成源代码的编写；第二，开发者将源代码推送到云端代码仓库；第三，开发者一键完成代码的构建和发布；第四，使用部署好的服务。本方法有两大创新点：第一，将构建工作从开发者本地迁移到云端，提供了有保障的网络和计算环境；第二，使用工具镜像把部署过程中的通用逻辑预先固定下来，无论是构建还是发布，只需将源代码挂载到对应的工具镜像中并运行即可，不仅简化了部署流程，还显著降低了运维成本。

Description

一种在Kubernetes集群中自动部署服务的方法与系统

技术领域

本发明实施例涉及云计算技术领域，具体涉及一种实用性强、在Kubernetes集群中自动部署服务的方法与系统。

背景技术

在Kubernetes容器云上以服务的方式部署应用通常包括构建和发布两步。

开发者通常在本地计算机完成构建操作。代码的成功构建，除了要求没有语法错误之外，还需要满足很多其他条件，例如：对于静态语言，代码必须被编译成可执行的二进制文件；代码的运行时环境必须已经将其所依赖的第三方资源预先加载好；对于动态语言，有时会将多个脚本文件打包成一个大文件，并进行压缩，从而降低文件大小。代码构建完成后，最终以镜像的形式上传并存储在镜像仓库中。

应用的成功发布，需要Kubernetes首先指定一个或多个工作节点，并在这些节点上从远程的镜像仓库下载构建好的镜像，然后根据配置文件运行这些镜像，进而对外提供服务，完成应用的发布。

以上部署方法存在如下问题：

1)构建过程不稳定。不同开发者所使用的计算机性能不同，所处的网络环境也不同，较低的性能和较慢的网络可能成为构建时的瓶颈，增加耗时；

2)传输过程耗时多。如果代码所依赖的第三方资源较多，构建好的镜像大小可达数百MB甚至数GB，上传过程将非常缓慢；

3)存储空间消耗多。如果有大量应用部署在容器云上，镜像仓库将不得不使用海量硬盘空间用于存储，且同一个应用由于有不同的版本，往往需要保存多个镜像；

4)构建过程不智能。需要开发者自己编写构建脚本，增加了工作量，并且容易出错；

5)版本更新太繁琐。每一次更新代码，就要重复一遍镜像构建与上传的操作。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种在Kubernetes集群中自动部署服务的方法与系统，所述系统包括：

1)用于构建的工具镜像。镜像可以理解成是一系列程序的封装，由于不同编程语言的构建方式有所不同，所以需要针对特定的编程语言设计相应的工具镜像。以Python语言为例，其用于构建的工具镜像首先需要下载并安装Python运行所依赖的第三方库，第二步通过Anaconda安装Python以及包管理工具conda，第三步根据具体应用中的requirements.txt文件安装相应依赖，最后使用构建工具setuptools，将应用代码构建成一个可执行的Python程序包；

2)用于运行的工具镜像。应用代码构建完成后，需要以服务的形式在容器云上运行，这里使用用于运行的工具镜像完成应用的发布，应用发布后以如下方式提供服务：首先通过互联网接受用户上传的输入数据，其次将数据交给应用做计算或处理，最后将应用返回的结果通过互联网返回给用户。该工具镜像实现了一个基于HTTP协议的Web框架，并使用Nginx作为网络服务器，只要开发者按照约定的形式提供应用的入口，该应用就能以服务的形式在互联网上暴露出去；

3)中央镜像仓库。用于存储和管理容器云正常运行所需的所有镜像，其中包括了之前提到的各种工具镜像。该镜像仓库仅对容器云内部的服务器开放访问权限，具体实现方案可以是Docker Registry或者Harbor；

4)用于代码构建的服务及Restful API。该服务运行在Git中央代码仓库所在的服务器上，对外提供代码复制、构建和删除等接口，提供了远程构建代码的入口；

5)基于Git的中央代码仓库。使用Git提供的Bare Repository即裸库来管理代码，由于裸库不存储源代码文件，因此每次构建之前，需要先将源代码文件复制出来；

6)NFS服务器。NFS即网络文件系统，是一种将多台计算机上各自的本地文件系统通过网络、以约定的通信协议连接起来的从而实现文件共享的技术方案。在本发明实施例的方案中，将NFS服务部署在Git中央代码仓库所在的服务器上，对外提供源代码文件的远程读写服务；

7)工作节点。Kubernetes容器云中承担计算任务的服务器，所有应用都是部署在工作节点上的。每次部署，集群内的任何一个或多个工作节点均有可能被Kubernetes选中，被选中的工作节点会从NFS服务器上读取构建好的源代码，也会从中央镜像仓库下载用于运行的工具镜像；

8)客户端。这里的客户端是一个一般性的抽象概念，可以是桌面浏览器、手机APP或者某种编程语言的SDK等；在本发明实施例的系统中，客户端作为一种工具，让开发者能够调用代码构建API。

本发明方法的有益效果是：

1)代码在云端完成构建，计算性能有保障、网络环境更稳定；

2)使用了工具镜像，每次构建无需生成新的镜像，大大减少了镜像仓库的存储压力，降低了镜像管理的复杂度；

3)使用了工具镜像，且在云端完成构建，开发者只需上传源码而不是笨重的镜像；

4)综合NFS、Git、Restful API以及容器技术在Kubernetes容器云中搭建的应用自动化部署系统，使开发者可以专注于业务逻辑的开发，一旦开发完成，仅需要通过客户端一键即可完成应用的构建和发布操作，用于运维的时间几乎被削减为零。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种在Kubernetes容器云中自动部署服务的操作流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种在Kubernetes容器云中自动部署服务的系统结构与交互示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本实施例提供的一种在Kubernetes容器云中自动部署服务的操作流程示意图，包括：

S101、开发者在本地计算机上完成应用代码的开发。

S102、开发者通过运行git push命令将本地代码上传到容器云的代码仓库中。

S103、开发者使用客户端，例如Web界面，向Git所在服务器发出构建代码的指令，构建完成后，再向Kubernetes发出发布应用的指令。

S104、应用的构建和发布完成后，即以Web服务的形式在互联网中暴露，供云平台上的用户使用。

图2示出了本实施例提供的一种在Kubernetes容器云中自动部署服务的系统结构与交互示意图，包括：

S201、开发者通过运行git push命令将本地代码上传到容器云的Git代码仓库中。

其中，所述的Git代码仓库使用Bare Repository来管理源代码，且只有当开发者在代码仓库中注册了账户并且拥有相应权限才能成功完成代码的远程推送。

S202、开发者通过客户端调用Git代码仓库所在服务器上的构建API，发出代码构建指令。

其中，所述的构建API对外提供了代码的复制、构建和删除等接口；构建API必须与Git代码仓库运行在同一台服务器上。

S203、构建API完成代码复制。

具体地，客户端调用构建API的复制接口，调用时指定需要复制的项目名称，接口校验调用者的权限，如果校验通过，则从Git代码仓库中将待构建的源代码复制出来并保存在指定的目录中。

S204、构建API完成代码构建。

具体地，客户端调用构建API的构建接口，调用时指定需要构建的项目名称，同时提供构建所需的必要参数，接口校验调用者的权限，如果校验通过，则从镜像仓库中下载用于构建的工具镜像，并将S203中复制好的源代码挂载到工具镜像中，通过运行该镜像，执行代码的构建操作，并将构建好的代码保存在指定目录中。

S205、由Kubernetes使用用于运行的工具镜像，完成应用的发布。

具体地，客户端调用Kubernetes的API，调用时指定代码目录、TCP端口以及其他与发布相关的配置参数。Kubernetes将选择一台或多台工作节点用于部署该应用，这些节点从镜像仓库下载用于运行的工具镜像，并将代码所在目录通过NFS系统挂载到工具镜像中，然后根据配置文件运行工具镜像。

S206、容器云的使用者通过客户端远程调用部署好的应用。

其中，所述的使用者可以是开发者，也可以是普通用户。开发者对应用进行测试，测试通过后，容器云平台的普通用户便可以通过互联网使用该服务。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种在Kubernetes集群中自动部署服务的方法与系统，其特征在于，所述系统的实现过程为：

(1)使用Git Bare Repository作为源代码中央仓库，开发者通过push命令提交代码；

(2)Git所在服务器同时被配置为NFS服务器，在集群内部分享中央仓库中的代码；

(3)Git所在的服务器对外提供Restful API，用户通过调用API远程下发构建指令；

(4)当API接收到构建指令后，先使用clone命令将源代码取出，再把源代码所在目录挂载到用于构建的工具镜像中并运行之，以执行代码的构建操作；

(5)程序发布时，先把构建好的源代码所在目录通过NFS系统挂载到用于发布的工具镜像中，指定好TCP端口和配置参数，然后运行之，即完成了代码的发布，将其以Web服务的形式通过给定端口向外暴露；由于代码已经通过NFS共享，所以发布操作可以在集群内任何一台服务器上完成；

(6)至此，部署工作全部完成；开发者可以对部署好的服务进行测试，通过测试后即可开放给云平台用户使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，使用Git Bare Repository作为源代码中央仓库，使所有有权限的开发者都能够提交和下载代码。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，为了能够在Kubernetes容器云中任意一台工作节点上发布服务，本方案采用了NFS技术在集群内共享构建好的源代码，每个工作节点都可以如同访问本地文件一样访问远程的代码文件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3)中，在Git所在的服务器上必须对外提供Restful API以支持代码的远程复制、构建、删除等操作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了完成步骤4)，要预先完成工具镜像的构建，该工具镜像将代码构建过程中的通用操作(例如：编译、依赖下载和安装、打包压缩等)预先定义好，开发者只需要提供源代码和少量的配置信息，即可通过该镜像快速完成构建操作。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了完成步骤5)，要预先完成工具镜像的构建，该工具镜像将用于发布且与业务逻辑无关的代码(例如：Web框架、服务器等)预先编写或者安装好，开发者只需要提供构建好的源代码并指定好端口，即可通过该镜像完成服务的发布。

7.根据权利要求1，2，3，4，5，6所述的方法，其特征在于，构建了一个以Kubernetes为基础设施的系统，该系统拥有中央代码仓库，代码仓库所在服务器部署了NFS服务并对外提供Restful API用于代码的复制、构建和删除操作；代码的构建和部署过程中通用的步骤被分别固化在不同的工具镜像中；基于该系统，开发者可以专注于业务逻辑的开发，除此之外的构建、部署、运维等工作均可实现自动化或半自动化，大大提高了工作效率。