CN110430234B - 一种为容器搭建并行信息传递接口集群的方法与装置 - Google Patents
一种为容器搭建并行信息传递接口集群的方法与装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种为容器搭建并行信息传递接口集群的方法与装置包括：使用相同镜像在不同主机上分别创建容器，为不同主机搭建共用的管理集群，在不同主机上基于管理集群搭建容器跨主机通信网络，将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络，使容器跨主机通信网络为多个容器分别分配唯一IP地址，基于唯一IP地址为多个容器搭建并行信息传递接口集群。本发明能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件，并且便于搭建和迁移，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，更具体地，特别是指一种为容器搭建并行信息传递接口集群的方法与装置。
背景技术
MPI(信息传递接口)技术对于开发环境及可执行文件的一致性要求极高。现有技术中的MPI并行计算多依托于主机之间的集群搭建实现，并且需要构建共享文件系统来确保可执行文件及部署环境的一致性，但共享文件系统庞大臃肿、难以快速搭建和迁移，并且可靠性差，
针对现有技术中实现MPI的系统庞大臃肿、难以快速搭建和迁移、且可靠性差的问题，目前尚未有有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种为容器搭建并行信息传递接口集群的方法与装置，能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件，并且便于搭建和迁移，可靠性高。
基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种为容器搭建并行信息传递接口集群的方法，包括执行以下步骤：
使用相同镜像在不同主机上分别创建容器；
为不同主机搭建共用的管理集群；
在不同主机上基于管理集群搭建容器跨主机通信网络；
将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络；
使容器跨主机通信网络为多个容器分别分配唯一IP地址；
基于唯一IP地址为多个容器搭建并行信息传递接口集群。
在一些实施方式中，还包括：在搭建并行信息传递接口集群之前，为多个容器配置跨主机的免密码登录；
搭建并行信息传递接口集群包括：经由免密码登录搭建并行信息传递接口集群。
在一些实施方式中，配置跨主机的免密码登录包括：基于安全外壳协议来在多个容器之间交换彼此的秘钥。
在一些实施方式中，还包括：在为不同主机搭建共用的管理集群之前，清除占用管理集群将使用的端口的进程。
在一些实施方式中，将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络包括：
在一主机上初始化容器跨主机通信网络；
在其它主机上通过管理集群调用容器跨主机通信网络；
使其它主机上的容器加入容器跨主机通信网络。
在一些实施方式中，在一主机上初始化容器跨主机通信网络时，将容器跨主机通信网络设置包括：允许将多个容器手动附接到容器跨主机通信网络。
在一些实施方式中，每个主机上创建有一个或多个容器。
在一些实施方式中，上述步骤由人工手动执行或由脚本自动部署。
本发明实施例的第二方面提供了一种为容器搭建并行信息传递接口集群的装置，包括：
处理器；和
存储器，存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被运行时执行如以上所述的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法。
本发明实施例的第三方面提供了一种主机集群，包括：
多个主机；和
前述为容器搭建并行信息传递接口集群的装置。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法与装置，通过使用相同镜像在不同主机上分别创建容器，为不同主机搭建共用的管理集群，在不同主机上基于管理集群搭建容器跨主机通信网络，将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络，使容器跨主机通信网络为多个容器分别分配唯一IP地址，为多个容器基于唯一IP地址而搭建并行信息传递接口集群的技术方案，能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件，并且便于搭建和迁移，可靠性高。
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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法的一个实施例。图1示出的是本发明提供的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法的流程示意图。
所述为容器搭建并行信息传递接口集群的方法，如图1所示，包括执行以下步骤：
步骤S101：使用相同镜像在不同主机上分别创建容器；
步骤S103：为不同主机搭建共用的管理集群；
步骤S105：在不同主机上基于管理集群搭建容器跨主机通信网络；
步骤S107：将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络；
步骤S109：使容器跨主机通信网络为多个容器分别分配唯一IP地址；
步骤S111：基于唯一IP地址为多个容器搭建并行信息传递接口集群。
本发明实施例中，并行MPI集群依托于容器而非主机，这使得个容器的环境因使用了相同的镜像而高度一致。另一方面，本发明实施例使用swarm(管理集群)构建overlay(容器跨主机通信)网络，使用overlay网络对于不同主机上的容器进行虚拟IP的分配并针对overlay网络分配给容器的IP进行MPI线程分配，有效的使得不同主机上的容器可以被MPI集群识别并彼此通信。本发明实施例还利用docker(容器)的特性简化了部署环节，使这种集群更便于搭建和迁移。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。所述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
在一些实施方式中，还包括：在搭建并行信息传递接口集群之前，先为多个容器配置跨主机的免密码登录。搭建并行信息传递接口集群包括经由免密码登录搭建并行信息传递接口集群。
在一些实施方式中，配置跨主机的免密码登录包括：基于安全外壳协议来在多个容器之间交换彼此的秘钥。
在一些实施方式中，还包括：在为不同主机搭建共用的管理集群之前，先清除占用管理集群将使用的端口的进程。
在一些实施方式中，将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络包括：
在一主机上初始化容器跨主机通信网络；
在其它主机上通过管理集群调用容器跨主机通信网络；
使其它主机上的容器加入容器跨主机通信网络。
在一些实施方式中，在一主机上初始化容器跨主机通信网络包括：将容器跨主机通信网络设置为允许将多个容器手动附接到容器跨主机通信网络。
在一些实施方式中，每个主机上创建有一个或多个容器。
在一些实施方式中，上述步骤由人工手动执行或由脚本自动部署。
根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
下面根据具体实施例进一步阐述本发明的详细实施方式。
假设存在两个不同主机：主机1和主机2。
首先创建swarm集群：在主机1上通过Docker自带的swarm进行集群初始化。在初始化之前务必保证tcp 2377端口未被占用(netstat-ntulp|grep 2377；lsof-i:2377查看进程号，kill掉PID以释放端口)。在主机2上运行以下命令：
$docker swarm join--token SWMTKN-1-\
$5vxo24001vh6m9717yjzegdb3j98yng8lp7nmg8i4czmu61cta-19ve843fbz16kypv8qduhzkja\
$100.2.28.244:2377
由此主机2以worker身份加入swarm集群。
第二步创建overlay网络：在主机1上运行：
$docker network create-d overlay--attachable automl-test-net
其中-d是用来管理网络的驱动，选择overlay；--attachable是允许容器手动附加到此网络。docker network ls可以看到名为automl-test-net的overlay网络创建成功。迁移镜像后(保证两台主机上用相同镜像起容器，此处的镜像内已经搭建好MPI并行所需环境条件)，在主机1上创建容器automl_master，network选择automl-test-net。切换到主机2，运行docker network ls，可以发现此时automl-test-net这个overlay网络并不存在。运行同主机1上的命令创建容器automl_slave，network依旧选择automl-test-net，然后运行docker network ls，会发现automl-test-net网络已经存在，这是因为swarm集群上的主机会根据是否需要而自动调用集群上的overlay网络。docker exec进入automl_master容器(在主机1上的容器)ping automl_slave(在主机2上的容器)，通信成功则overlay环境搭建完成
第三步设置容器免密登录：在主机1上的容器1输入指令:ssh-keygen–t rsa，然后一直回车生成密钥，默认保存在/root/.ssh文件夹中。将id_rsa.pub文件拷贝至主机2的容器内的/root/.ssh文件夹下，并改名为authorized_keys，然后将authorized_keys文件权限设置为600，将.ssh文件夹权限设置为700。在主机2上重复前述步骤，然后在主机1上ssh主机2，即可免密登录。
第四步实现并行MPI：编写hostfile，为master与slave两台主机分配给不同机器的进程数量slots。然后运行mpirun-n 4--hostfile hostfile--allow-run-as-root mpi_hello_world，其中mpi_hello_world内已经写好MPI线程的相关代码，会返回主机的4个处理器。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法，通过使用相同镜像在不同主机上分别创建容器，为不同主机搭建共用的管理集群，在不同主机上基于管理集群搭建容器跨主机通信网络，将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络，使容器跨主机通信网络为多个容器分别分配唯一IP地址，基于唯一IP地址为多个容器搭建并行信息传递接口集群的技术方案，能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件，并且便于搭建和迁移，可靠性高。
需要特别指出的是，上述为容器搭建并行信息传递接口集群的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于为容器搭建并行信息传递接口集群的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件的为容器搭建并行信息传递接口集群的装置的一个实施例。为容器搭建并行信息传递接口集群的装置包括处理器和存储器，存储器上存储有处理器可运行的程序代码，该程序代码在被运行时执行如前所述的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种一种能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件的主机集群的一个实施例。主机集群包括：
多个主机；
前述为容器搭建并行信息传递接口集群的装置。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的为容器搭建并行信息传递接口集群的装置和主机集群，通过使用相同镜像在不同主机上分别创建容器，为不同主机搭建共用的管理集群，在不同主机上基于管理集群搭建容器跨主机通信网络，将不同主机上的多个容器附接到容器跨主机通信网络，使容器跨主机通信网络为多个容器分别分配唯一IP地址，基于唯一IP地址为多个容器搭建并行信息传递接口集群的技术方案，能够为不同主机提供高度一致的开发环境和可执行文件，并且便于搭建和迁移，可靠性高。
需要特别指出的是，上述为容器搭建并行信息传递接口集群的装置和主机集群的实施例采用了所述为容器搭建并行信息传递接口集群的方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述为容器搭建并行信息传递接口集群的方法的其他实施例中。当然，由于所述为容器搭建并行信息传递接口集群的方法实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述为容器搭建并行信息传递接口集群的装置和主机集群也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种为容器搭建并行信息传递接口集群的方法，其特征在于，包括执行以下步骤：
使用相同镜像在不同主机上分别创建容器；
为所述不同主机搭建共用的管理集群；
在所述不同主机上基于所述管理集群搭建容器跨主机通信网络；
将所述不同主机上的多个所述容器附接到所述容器跨主机通信网络；
使所述容器跨主机通信网络为多个所述容器分别分配唯一IP地址；
基于所述唯一IP地址为多个所述容器搭建并行信息传递接口集群。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在搭建所述并行信息传递接口集群之前，为多个所述容器配置跨主机的免密码登录；
搭建并行信息传递接口集群包括：经由所述免密码登录搭建并行信息传递接口集群。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，配置跨主机的所述免密码登录包括：基于安全外壳协议来在多个所述容器之间交换彼此的秘钥。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在为所述不同主机搭建共用的所述管理集群之前，清除占用所述管理集群将使用的端口的进程。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述不同主机上的多个所述容器附接到所述容器跨主机通信网络包括：
在一主机上初始化所述容器跨主机通信网络；
在其它主机上通过所述管理集群调用所述容器跨主机通信网络；
使所述其它主机上的容器加入所述容器跨主机通信网络。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在一主机上初始化所述容器跨主机通信网络包括：将所述容器跨主机通信网络设置为允许将多个所述容器手动附接到所述容器跨主机通信网络。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个主机上创建有一个或多个容器。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤由人工手动执行或由脚本自动部署。
9.一种为容器搭建并行信息传递接口集群的装置，其特征在于，包括：
处理器；和
存储器，存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被运行时执行如权利要求1-8中任意一项所述的为容器搭建并行信息传递接口集群的方法。
10.一种主机集群，其特征在于，包括：
多个主机；和
如权利要求9所述的为容器搭建并行信息传递接口集群的装置。
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