CN110162381B - 一种容器内代理执行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种容器内代理执行方法，包括以下步骤：步骤1、建立一种容器内代理执行系统；步骤2、容器代理Worker运行在容器的命名空间namespace；步骤3、容器代理Worker支持动态切换命名空间namespace；步骤4、执行控制器Controller运行在服务器主机或云主机上并负责向外提供执行的接口Call()、管理执行任务、管理容器代理Worker；步骤5.1、容器内的任务执行以应用程序接口API为粒度；步骤6、容器代理Worker以独立进程方式存在；步骤7、容器代理Worker的数量及创建策略由执行控制器Controller决定，步骤8、工作时序；本发明的优越效果是具有轻量化和易部署的优点，且运行所需的资源占用少。

Description

一种容器内代理执行方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种容器内代理执行方法。
背景技术
目前，以docker为代表的容器引擎技术越来越受欢迎，越来越多的厂商开始使用容器来部署业务。容器是一个独立的运行时环境。通过将软件应用和应用所依赖的库、配置、工具打包在一起，实现应用的快速部署。容器引擎技术基于linux内核提供的命名空间namespace特性来实现容器资源的隔离。命名空间namespace是对当前系统资源如进程、网络、文件系统的封装和隔离。主机进程和容器进程、不同容器的进程都处于不同的命名空间namespace，拥有各自独立的系统资源，无法互相访问。目前容器内的代理执行在市面上还没有成熟的产品和方案。只有像Kubernetes探针这样的容器监控类工具。Kubernetes探针包括存活探针和就绪探针是在容器内定期执行的小程序，用于探测容器的健康状态，并向Kubernetes汇报状态。Kubernetes的探针只用于专门的用途，并且要求每个容器都需要运行探针程序。Kubernetes的探针只有预定义好的功能，无法进行功能扩展和二次开发，不能满足服务器软件产品的各种需求。传统服务器软件产品安装运行在服务器主机或云主机上，由于linux系统的命名空间namespace隔离的原因，主机上的软件产品无法直接获取容器内的各种信息即读写容器内的文件系统，获取容器内网络连接信息。如果将现有服务器软件产品直接移植到容器内运行，因为一台主机往往同时运行着大量容器，每个容器内分别部署又会产生比较大的资源消耗；同时容器的动态调度特性也会造成软件产品的系统复杂无法管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的容器内代理执行方法。
本发明所述方法包括以下步骤：
步骤1、建立一种容器内代理执行系统，所述系统包括执行控制器Controller、容器代理Worker；执行控制器Controller运行在服务器主机或云主机上，执行控制器Controller是所有任务执行的管理者；容器代理Worker运行在容器内，容器代理Worker负责实际任务的执行。
步骤2、容器代理Worker运行在容器的命名空间namespace，能够访问容器内的进程、网络、文件系统的系统资源；同时，容器代理Worker能和运行在主机上的执行控制器Controller通信，将获取到容器内信息返回给执行控制器Controller。
步骤3、容器代理Worker支持动态切换命名空间namespace，在同时运行多个容器的主机上配置一个或多个容器代理Worker；容器代理Worker由执行控制器Controller自动管理，执行控制器Controller向外提供调用接口。
步骤4、执行控制器Controller运行在服务器主机或云主机上并负责向外提供执行的接口Call()、管理执行任务、管理容器代理Worker；当软件业务需要获取某个容器内的信息时，向执行控制器Controller的执行接口Call()传递容器信息、任务信息，Call()执行完成后返回容器内的执行结果。
步骤5.1、容器内的任务执行以应用程序接口API为粒度，容器代理Worker提供应用程序接口API的实现；
步骤5.2、Call()接口设计为一个远程过程调用(RPC)，执行控制器Controller将收到的Call()调用请求封装成一个执行任务，放入执行任务队列；
步骤5.3、内部的工作线程每次从执行任务队列取出一个执行任务，根据执行任务指定的容器信息动态分配一个容器代理Worker；
步骤5.4、由容器代理Worker完成容器内的应用程序接口API调用；
步骤5.5、应用程序接口API调用的结果由执行控制器Controller返回给Call()的调用者；
步骤6、容器代理Worker以独立进程方式存在，由执行控制器Controller创建，初始运行在服务器主机或云主机上：
步骤6.1、启动后接收执行控制器Controller的执行任务，根据执行任务里的容器信息切换当前进程的命名空间namespace；
步骤6.2、切换后，容器代理Worker运行在容器的命名空间namespace，能够访问容器内系统资源；
步骤6.3、执行需要执行的应用程序接口API，将执行的结果返回给执行控制器Controller。
步骤7、容器代理Worker的数量及创建策略由执行控制器Controller决定，具体包括以下步骤：
步骤7.1、根据服务器主机或云主机的硬件资源设置容器代理Worker数量的最大值；
步骤7.2、根据当前主机运行的容器数量决定容器代理Worker的数量；
步骤7.3、根据软件业务的实时性要求决定容器代理Worker的数量；
步骤7.4、根据当前执行任务队列的长度决定是否新增或回收部分容器代理Worker；
步骤7.5、没有执行任务时，执行控制器Controller回收所有容器代理Worker。
步骤8、工作时序：
步骤8.1、软件业务需要获取某个容器内的信息，调用执行控制器Controller的Call()接口，传递容器信息、需要调用的应用程序接口API信息即API名称、参数；
步骤8.2、执行控制器Controller将容器信息、接口API信息封装成一个执行任务，放入执行任务队列；
步骤8.3、执行控制器Controller内部工作线程从执行任务队列取出一个执行任务，根据执行任务指定的容器信息分配一个容器代理Worker；
步骤8.4、执行控制器Controller将执行任务发送给容器代理Worker；
步骤8.5、容器代理Worker根据调度任务里的容器信息切换当前进程的命名空间namespace，并执行需要调用的接口API；
步骤8.6、容器代理Worker将接口API执行的结果返回给执行控制器Controller；
步骤8.7、执行控制器Controller将容器代理Worker执行的结果返回给Call()的调用者；
步骤8.8、执行控制器Controller根据策略回收容器代理Worker。
本发明所述方法的优越效果：
1、与传统服务器软件产品相比具有轻量化和易部署的优点，在主机上存在大量容器的场景下，不需要在每个容器内部署，由执行控制器Controller自动管理和分配容器代理Worker，一个容器代理Worker能够在多个容器内切换，获取多个容器内的信息，且运行所需的资源占用少。
2、本发明所述方法能快速地集成到现有的服务器软件产品里，将现有服务器软件产品的功能扩展到容器内，具有较强的实用价值和现实意义。
附图说明
图1是本发明所述方法的执行控制器Controller、容器代理Worker的系统模型示意图；
图2是本发明所述方法的容器内代理执行系统的工作时序示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。本发明所述方法包括以下步骤：
步骤1、建立一种容器内代理执行系统，所述系统包括执行控制器Controller、容器代理Worker；执行控制器Controller运行在服务器主机或云主机上，执行控制器Controller是所有任务执行的管理者；容器代理Worker运行在容器内，容器代理Worker负责实际任务的执行。
步骤2、容器代理Worker运行在容器的命名空间namespace，能够访问容器内的进程、网络、文件系统的系统资源；同时，容器代理Worker能和运行在主机上的执行控制器Controller通信，将获取到容器内信息返回给执行控制器Controller。
步骤3、容器代理Worker支持动态切换命名空间namespace，在同时运行若干容器的主机上配置一个或多个容器代理Worker；容器代理Worker由执行控制器Controller自动管理，执行控制器Controller向外提供调用接口。
步骤4、执行控制器Controller运行在服务器主机或云主机上并负责向外提供执行的接口Call()、管理执行任务、管理容器代理Worker；当软件业务需要获取某个容器内的信息时，向执行控制器Controller的执行接口Call()传递容器信息、任务信息，Call()执行完成后返回容器内的执行结果。
步骤5.1、容器内的任务执行以应用程序接口API为粒度，容器代理Worker提供应用程序接口API的实现；
步骤5.2、Call()接口设计为一个远程过程调用(RPC)，执行控制器Controller将收到的Call()调用请求封装成一个执行任务，放入执行任务队列；
步骤5.3、内部的工作线程每次从执行任务队列取出一个执行任务，根据执行任务指定的容器信息动态分配一个容器代理Worker；
步骤5.4、由容器代理Worker完成容器内的应用程序接口API调用；
步骤5.5、应用程序接口API调用的结果由执行控制器Controller返回给Call()的调用者；
步骤6、容器代理Worker以独立进程方式存在，由执行控制器Controller创建，初始运行在服务器主机或云主机上：
步骤6.1、启动后接收执行控制器Controller的执行任务，根据执行任务里的容器信息切换当前进程的命名空间namespace；
步骤6.2、切换后，容器代理Worker运行在容器的命名空间namespace，能够访问容器内系统资源；
步骤6.3、执行需要执行的应用程序接口API，将执行的结果返回给执行控制器Controller。
步骤7、容器代理Worker的数量及创建策略由执行控制器Controller决定，具体包括以下步骤：
步骤7.1、根据服务器主机或云主机的硬件资源设置容器代理Worker数量的最大值；
步骤7.2、根据当前主机运行的容器数量决定容器代理Worker的数量；
步骤7.3、根据软件业务的实时性要求决定容器代理Worker的数量；
步骤7.4、根据当前执行任务队列的长度决定是否新增或回收部分容器代理Worker；
步骤7.5、没有执行任务时，执行控制器Controller回收所有容器代理Worker。
步骤8、工作时序：
步骤8.1、软件业务需要获取某个容器内的信息，调用执行控制器Controller的Call()接口，传递容器信息、需要调用的应用程序接口API信息即API名称、参数；
步骤8.2、执行控制器Controller将容器信息、接口API信息封装成一个执行任务，放入执行任务队列；
步骤8.3、执行控制器Controller内部工作线程从执行任务队列取出一个执行任务，根据执行任务指定的容器信息分配一个容器代理Worker；
步骤8.4、执行控制器Controller将执行任务发送给容器代理Worker；
步骤8.5、容器代理Worker根据调度任务里的容器信息切换当前进程的命名空间namespace，并执行需要调用的接口API；
步骤8.6、容器代理Worker将接口API执行的结果返回给执行控制器Controller；
步骤8.7、执行控制器Controller将容器代理Worker执行的结果返回给Call()的调用者；
步骤8.8、执行控制器Controller根据策略回收容器代理Worker。
下面附图1至2，以获取容器内文件的md5功能为例简述本发明所述方法；具体包括以下步骤：
步骤100、某个业务需要获取容器(id＝d1949f5153ba)内/usr/bin/lsof文件的md5值，调用执行控制器Controller的Call("d1949f5153ba","calc_md5","/usr/bin/lsof")；
步骤110、执行控制器Controller将Call()的调用信息封装成一个执行任务，分配一个容器代理Worker，并将任务发送给容器代理Worker；
步骤120、容器代理Worker根据任务里的容器信息(id＝"d1949f5153ba")切换到容器的命名空间，执行calc_md5("/usr/bin/lsof")，将calc_md5函数调用的结果返回给执行控制器Controller；
步骤130、执行控制器Controller将收到的结果作为Call()接口的返回值返回给调用业务。
图1描述了容器内代理执行系统的系统模型，如图1所示，系统模型包括执行控制器Controller和容器代理Worker，执行控制器Controller模块包括对外提供的Call()接口和内部的任务队列TaskPool、任务调度器Scheduler、网络通信模块NetworkLayer、日志模块Log。
Call()接口内部实现是一个同步的远程过程调用RPCCall()，在收到远程过程调用结束(TaskResultDone)消息后Call()接口返回。
任务队列TaskPool负责暂存运行中的任务，任务调度器Scheduler负责维护任务队列TaskPool和传递任务给网络通信模块NetworkLayer。
网络通信模块NetworkLayer负责和容器代理Worker通信，发送待处理的任务，接收任务的执行结果。
日志模块Log用于记录执行控制器Controller的工作状态。
容器代理Worker模块包括网络通信模块NetworkLayer和用于执行任务的Executor；网络通信模块NetworkLayer负责和执行控制器Controller通信，接收待处理的任务，发送任务的执行结果。
执行任务的Executor负责根据任务里的容器信息切换当前进程的命名空间namespace，并执行接口API。
如图2所示，图2描述了容器内代理执行系统的工作时序，具体包括以下步骤：
步骤210、某个业务调用Call()接口，传递容器和接口API信息；
步骤220、执行控制器Controller将Call()的调用信息封装成一个执行任务；
步骤230、给任务分配一个容器代理Worker；
步骤240、将任务发送给容器代理Worker；
步骤250、容器代理Worker执行接口API；
步骤260、容器代理Worker返回接口API的执行结果；
步骤270、执行控制器Controller返回任务的结果作为Call()接口的返回值；
步骤280、执行控制器Controller根据策略回收容器代理Worker。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种容器内代理执行方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、建立一种容器内代理执行系统，所述系统包括执行控制器Controller、容器代理Worker；执行控制器Controller运行在服务器主机或云主机上，执行控制器Controller是所有任务执行的管理者；
步骤2、容器代理Worker运行在容器的命名空间namespace，能够访问容器内的进程、网络、文件系统的系统资源；
步骤3、容器代理Worker支持动态切换命名空间namespace，在同时运行若干容器的主机上配置一个或多个容器代理Worker；容器代理Worker由执行控制器Controller自动管理，执行控制器Controller向外提供调用接口；
步骤4、执行控制器Controller运行在服务器主机或云主机上并负责向外提供执行的接口Call()、管理执行任务、管理容器代理Worker；当软件业务需要获取某个容器内的信息时，向执行控制器Controller的执行接口Call()传递容器信息、任务信息，Call()执行完成后返回容器内的执行结果；
步骤5.1、容器内的任务执行以应用程序接口API为粒度，容器代理Worker提供应用程序接口API的实现；
步骤5.2、Call()接口设计为一个远程过程调用(RPC)，执行控制器Controller将收到的Call()调用请求封装成一个执行任务，放入执行任务队列；
步骤5.3、内部的工作线程每次从执行任务队列取出一个执行任务，根据执行任务指定的容器信息动态分配一个容器代理Worker；
步骤5.4、由容器代理Worker完成容器内的应用程序接口API调用；
步骤5.5、应用程序接口API调用的结果由执行控制器Controller返回给Call()的调用者；
步骤6、容器代理Worker以独立进程方式存在，由执行控制器Controller创建，初始运行在服务器主机或云主机上；
步骤7、容器代理Worker的数量及创建策略由执行控制器Controller决定；包括以下步骤：
步骤7.1、根据服务器主机或云主机的硬件资源设置容器代理Worker数量的最大值；
步骤7.2、根据当前主机运行的容器数量决定容器代理Worker的数量；
步骤7.3、根据软件业务的实时性要求决定容器代理Worker的数量；
步骤7.4、根据当前执行任务队列的长度决定是否新增或回收部分容器代理Worker；
步骤7.5、没有执行任务时，执行控制器Controller回收所有容器代理Worker；
步骤8、工作时序。
2.根据权利要求1所述的一种容器内代理执行方法，其特征在于，所述步骤6包括以下步骤：
步骤6.1、启动后接收执行控制器Controller的执行任务，根据执行任务里的容器信息切换当前进程的命名空间namespace；
步骤6.2、切换后，容器代理Worker运行在容器的命名空间namespace，能够访问容器内系统资源；
步骤6.3、执行需要执行的应用程序接口API，将执行的结果返回给执行控制器Controller。
3.根据权利要求1所述的一种容器内代理执行方法，其特征在于，所述步骤8包括以下步骤：
步骤8.1、软件业务需要获取某个容器内的信息，调用执行控制器Controller的Call()接口，传递容器信息、需要调用的应用程序接口API信息即API名称、参数；
步骤8.2、执行控制器Controller将容器信息、接口API信息封装成一个执行任务，放入执行任务队列；
步骤8.3、执行控制器Controller内部工作线程从执行任务队列取出一个执行任务，根据执行任务指定的容器信息分配一个容器代理Worker；
步骤8.4、执行控制器Controller将执行任务发送给容器代理Worker；
步骤8.5、容器代理Worker根据调度任务里的容器信息切换当前进程的命名空间namespace，并执行需要调用的接口API；
步骤8.6、容器代理Worker将接口API执行的结果返回给执行控制器Controller；
步骤8.7、执行控制器Controller将容器代理Worker执行的结果返回给Call()的调用者；
步骤8.8、执行控制器Controller根据策略回收容器代理Worker。
4.根据权利要求1所述的一种容器内代理执行方法，其特征在于，所述步骤1中，容器代理Worker运行在容器内，容器代理Worker负责实际任务的执行。
5.根据权利要求1所述的一种容器内代理执行方法，其特征在于，所述步骤2中，容器代理Worker能和运行在主机上的执行控制器Controller通信，将获取到容器内信息返回给执行控制器Controller。
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