CN111352689B - 实现应用容器化部署无缝迁移的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开公开了一种实现应用容器化部署无缝迁移的方法和装置,涉及云计算领域。该方法包括:建立应用标识、承载应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系;在容器迁移并且重启后,根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。本公开由于设置了应用标识、承载该应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系,从而实现容器跨主机迁移后,在恢复时取得原IP地址,更有效实现应用部署过程中的无感知迁移。
Description
技术领域
本公开涉及云计算领域,尤其涉及一种实现应用容器化部署无缝迁移的方法和装置。
背景技术
容器是一种基于系统内核的轻量级虚拟化技术,可以在单一宿主机上同时提供多个拥有独立进程、文件和网络空间的虚拟环境(即容器),同时,容器也是一种敏捷的应用交付技术,将应用依赖的软件栈整体打包,以统一的格式交付运行。容器具有轻量级、易部署、快速启停等特点,其中,轻量级是指镜像体积小,占用资源少,单机可以同时运行上百个容器;易部署是指应用整体打包成标准格式、仓库存储、单命令部署的组件;快速启停指无需加载整个操作系统,仅受进程自身启动时间影响。
容器因为具有轻量级、易部署、快速启停等特点,特别适用于应用的快速交付、快速更新与回滚。但应用在容器环境中部署时可能频繁涉及到的备份、恢复和迁移操作,导致同一应用迁移时IP地址频繁更改,给应用访问以及应用开发的延续性带来了困扰。
发明内容
本公开要解决的一个技术问题是提供一种实现应用容器化部署无缝迁移的方法和装置,能够有效实现应用部署过程中的无感知迁移。
根据本公开一方面,提出一种实现应用容器化部署无缝迁移的方法,包括:建立应用标识、承载应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系;在容器迁移并且重启后,根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。
在一个实施例中,根据应用标识和容器标识的映射关系判断容器是否为承载应用的容器;若是,则根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址。
在一个实施例中,设置映射关系的生存时长;在容器关停后,在生存时长保存映射关系,若经过生存时长后没有收到容器重启通知,则清除映射关系。
在一个实施例中,在应用启动后,根据承载应用的容器的IP地址,利用原始路由表信息获取容器的最佳路由路径,以便容器执行最佳路由路径,其中,原始路由表中包括容器在迁移前的路由路径信息。
根据本公开的另一方面,还提出一种实现应用容器化部署无缝迁移的装置,包括:全局IP对应标识管理单元,用于建立应用标识、承载应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系;IP地址获取单元,用于在容器迁移并且重启后,根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。
在一个实施例中,IP地址获取单元还用于根据应用标识和容器标识的映射关系判断容器是否为承载应用的容器,若是,则根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址。
在一个实施例中,生存时长管理单元,用于设置映射关系的生存时长,在容器关停后,在生存时长保存映射关系,若经过生存时长后没有收到容器重启通知,则清除映射关系。
在一个实施例中,路由策略管理单元,用于在应用启动后,根据承载应用的容器的IP地址,利用原始路由表信息获取容器的最佳路由路径,以便容器执行最佳路由路径,其中,原始路由表中包括容器在迁移前的路由路径信息。
根据本公开的另一方面,还提出一种实现应用容器化部署无缝迁移的装置,包括:存储器;以及耦接至存储器的处理器,处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的实现应用容器化部署无缝迁移的方法。
根据本公开的另一方面,还提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该指令被处理器执行时实现上述的实现应用容器化部署无缝迁移的方法的步骤。
与现有技术相比,本公开由于设置了应用标识、承载该应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系,从而实现容器跨主机迁移后,在恢复时取得原IP地址,更有效实现应用部署过程中的无感知迁移。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,其中:
图1为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的方法的一个实施例的流程示意图。
图2为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的方法的另一个实施例的流程示意图。
图3为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的方法的再一个实施例的流程示意图。
图4为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的装置的一个实施例的结构示意图。
图5为本公开全局IP对应标识管理实现示意图。
图6为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的装置的另一个实施例的结构示意图。
图7为本发明对ETCD进行改进示意图。
图8为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的装置的再一个实施例的结构示意图。
图9为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的装置的又一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本公开的目的、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,对本公开进一步详细说明。
图1为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的方法的一个实施例的流程示意图。
在步骤110,建立应用标识、承载该应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系。容器标识例如为容器唯一的namespace(命名空间)标识。
在一个实施例中,可以利用ETCD组件并改造优化其IP地址分配器,实现IP地址的保持,进而实现应用容器化部署时无缝迁移的可能性。ETCD是一个键值存储仓库,用于配置共享和服务发现。通过服务发现机制,在ETCD中注册某个服务名字的目录,在该目录下存储可用的服务节点的IP。在使用服务的过程中,只要从服务目录下查找可用的服务节点进行使用即可。例如,在IP地址分配器中新增IP策略管理,设置应用ID、容器唯一标识、容器IP地址之间的映射关系。
在步骤120,在容器迁移并且重启后,根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。
现有技术中,利用ETCD进行的IP地址的分配,这种分配、回收和重新分配是随机的,一个容器关停后其IP地址可能迅速被分配给其他容器,当原容器迁移完成后获得的IP地址是重新从地址池中获取的浮动IP地址,这样导致此容器上承载的应用的IP地址改变。
而在该实施例中,由于设置了应用标识、承载该应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系,从而实现容器跨主机迁移后,在恢复时取得原IP地址,更有效实现应用部署过程中的无感知迁移。
图2为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的方法的另一个实施例的流程示意图。
在步骤210,建立应用标识、承载该应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系。
一项应用进入容器部署时,缺省赋予应用一个值来唯一标识这个应用,这个值被认为是应用ID;承载此项应用的容器可能是一个或多个,更有可能是多个,这些容器各自有其唯一的namespace标识,也有其相应的容器IP地址。这样,每个容器的namespace和IP可以形成唯一对应关系,而这个容器承载的应用的ID也已知,这样就形成应用ID-容器namespace-容器IP三者之间的一个映射关系。
在步骤220,在容器迁移并且重启后,根据应用标识和容器标识的映射关系判断容器是否为承载应用的容器,若是,则执行步骤230,否则,结束。由于容器在迁移后,可能加载的应用已不再是原来的应用,此时可以按照相关技术进行处理。
在步骤230,根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。
在该实施例中,由于设置了应用标识、承载该应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系,在容器迁移后,能够保证加载原来应用的容器的IP地址不变,进而实现应用容器化部署时无缝迁移的可能性。
图3为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的方法的再一个实施例的流程示意图。
在步骤310,应用在容器部署后,记录应用标识、容器命名空间和容器IP的映射关系。
在步骤320,设置映射关系的生存时长。
容器化部署的应用可能并不是非常稳定的应用,例如,有些是正在开发中的应用,有的是试验性部署的容器,不排除部分应用在容器迁移或关停之后不再恢复服务。为避免这部分应用之前占用的容器IP资源长期被占,需要定期清理映射关系,例如,超过一定时间阈值则不再保存该映射关系,IP可以重新分配的相应指导模块。
当生成一条映射关系时,对应这条映射关系生成一个TTL(Time To Live,生成时长)开关。当承载应用的容器关停后,TTL开关启动,开始计时。其中,生存时长允许设定,缺省值可以是一个数分钟或数十分钟的数量级,以适应一般容器化部署的迁移完成时长。当容器承载的应用在较大规模部署、版本较为成熟、比较稳定的情况下,生存时长可以适当延长,这样当万一出现因意外导致的应用服务关闭,不至于在故障排除过程中发生IP地址对应关系清零而导致更大的瘫痪;当容器承载的应用尚在频繁迭代开发的过程中、版本不太成熟、可能随时停用的情况下,生存时长设定可以适当缩短,这样可以更及时地清除那些停用后不再启用的应用对容器IP资源的占用。
在步骤330,在容器关停后,判断经过生存时长是否收到容器重启通知,若接收到,则执行步骤340,否则,执行步骤360。例如,当容器因为迁移等原因停止服务后,在生存时长内保持该映射关系。
在步骤340,根据映射关系获取容器命名空间对应的容器IP地址。
在步骤350,在应用启动后,根据承载应用的容器的IP地址,利用原始路由表信息获取容器的最佳路由路径,以便容器执行最佳路由路径,其中,原始路由表中包括容器在迁移前的路由路径信息。
在一个实施例中,可以对全局节点进行路由表信息管理,全局节点即容器节点。原始路由表中包括容器IP地址以及容器在迁移前的路由路径信息,在获知容器原IP地址后,可以根据原始路由表,找到容器在迁移前的路由路径信息,而无需重新寻址,找下一跳信息。承载应用的容器迁移后,即使是在跨子网的迁移后,也能够通过路由表信息迅速找到最佳路由,应用访问更加顺畅。
在步骤360,清除该映射关系。当计时周期完成,并没有收到容器重新启动的通知时,映射关系超时,应及时清理该映射关系,使得原容器占用的IP地址被释放,该IP地址可以重新进入全局IP地址池,被再分配给其他容器。
在该实施例中,由于保存了记录应用标识、容器命名空间和容器IP的映射关系,承载应用的容器在跨主机迁移后原IP地址保持不变,进而实现了应用的容器网络资源保持,即在容器跨主机迁移短暂启停的时间内可保证容器原有IP地址不会被分配给其他容器,进而保证了容器重新启动时其承载应用的使用连贯性。再者,通过设置映射关系的生存时长,使得全局IP映射关系可灵活适应目前应用在容器部署时的频繁备份、恢复和迁移的特征。另外,路由策略管理进一步优化容器网络管理,提升容器承载应用的访问效率。
图4为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的装置的一个实施例的结构示意图。该装置包括全局IP对应标识管理单元410和IP地址获取单元420。
全局IP对应标识管理单元410用于建立应用标识、承载应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系。容器标识例如为容器唯一的namespace标识。
在一个实施例中,全局IP对应标识管理单元410保存的数据如图5所示,其中,承载应用的容器可能是一个也可能是多个,因此,应用ID与容器namespace可以是一对多的关系,但容器namespace与容器IP为一对一的关系。
IP地址获取单元420用于在容器迁移并且重启后,根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。
在本公开的另一个实施例中,IP地址获取单元420还用于根据应用标识和容器标识的映射关系判断该容器是否为承载该应用的容器,若是,则根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址。由于容器在迁移后,可能加载的应用已不再是原来的应用,因此,需要判断该容器是否为承载该应用的容器,然后根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。
在该实施例中,由于设置了应用标识、承载该应用的容器的标识以及容器的IP地址的映射关系,从而实现容器跨主机迁移后,在恢复时取得原IP地址,更有效实现应用部署过程中的无感知迁移。
图6为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的装置的另一个实施例的结构示意图。该装置包括全局IP对应标识管理单元610、生存时长管理单元620和IP地址获取单元630。
全局IP对应标识管理单元610用于应用在容器部署后,记录应用标识、容器命名空间和容器IP的映射关系。
生存时长管理单元620用于设置映射关系的生存时长,在容器关停后,在生存时长保存映射关系,若经过生存时长后没有收到容器重启通知,则清除映射关系。
容器化部署的应用可能并不是非常稳定的应用,为避免这部分应用之前占用的容器IP资源长期被占,需要定期清理映射关系,使得原容器占用的IP地址被释放,该IP地址可以重新进入全局IP地址池,被再分配给其他容器。
IP地址获取单元630用于根据映射关系获取容器标识对应的容器IP地址,以便实现应用容器化部署无缝迁移。
在一个实施例中,该装置还包括路由策略管理单元640,用于根据承载应用的容器的IP地址,利用原始路由表信息获取容器的最佳路由路径,以便容器执行最佳路由路径,其中,原始路由表中包括容器在迁移前的路由路径信息。
在一个实施例中,如图7所示,该装置的全局IP对应标识管理单元、生存时长管理单元和路由策略管理单元可以归属于IP策略管理单元,具体设置在IP地址分配器内。即利用ETCD组件并改造优化其IP地址分配器,实现IP地址的保持,进而实现应用容器化部署时无缝迁移的可能性。
在该实施例中,由于保存了记录应用标识、容器命名空间和容器IP的映射关系,承载应用的容器在跨主机迁移后原IP地址保持不变,进而实现了应用的容器网络资源保持,即在容器跨主机迁移短暂启停的时间内可保证容器原有IP地址不会被分配给其他容器,进而保证了容器重新启动时其承载应用的使用连贯性。再者,通过设置映射关系的生存时长,使得全局IP映射关系可灵活适应目前应用在容器部署时的频繁备份、恢复和迁移的特征。另外,路由策略管理进一步优化容器网络管理,提升容器承载应用的访问效率。
图8为本公开实现应用容器化部署无缝迁移的装置的再一个实施例的结构示意图。该装置包括存储器810和处理器820。其中:存储器810可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器810用于存储图1-3所对应实施例中的指令。处理器820耦接至存储器810,可以作为一个或多个集成电路来实施,例如微处理器或微控制器。该处理器820用于执行存储器中存储的指令。
在一个实施例中,还可以如图9所示,该装置900包括存储器910和处理器920。处理器920通过BUS总线930耦合至存储器910。该装置900还可以通过存储接口940连接至外部存储装置950以便调用外部数据,还可以通过网络接口960连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出),此处不再进行详细介绍。
在该实施例中,通过存储器存储数据指令,再通过处理器处理上述指令,能够有效实现应用部署过程中的无感知迁移。
在另一个实施例中,一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该指令被处理器执行时实现图1-3所对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白,本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
至此,已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思,没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述,完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本公开的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种实现应用容器化部署无缝迁移的方法,包括:
建立应用标识、承载所述应用的容器的标识以及所述容器的IP地址的映射关系;
在所述容器迁移并且重启后,根据所述应用标识和所述容器标识的映射关系判断所述容器是否为承载所述应用的容器;
若是,则根据所述映射关系获取容器标识对应的容器IP地址;
根据承载所述应用的容器的IP地址,利用原始路由表信息获取所述容器的最佳路由路径,以便所述容器执行所述最佳路由路径,其中,所述原始路由表中包括所述容器在迁移前的路由路径信息。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
设置所述映射关系的生存时长;
在所述容器关停后,在所述生存时长保存所述映射关系,若经过生存时长后没有收到所述容器重启通知,则清除所述映射关系。
3.一种实现应用容器化部署无缝迁移的装置,包括:
全局IP对应标识管理单元,用于建立应用标识、承载所述应用的容器的标识以及所述容器的IP地址的映射关系;
IP地址获取单元,用于在所述容器迁移并且重启后,根据所述应用标识和所述容器标识的映射关系判断所述容器是否为承载所述应用的容器,若是,则根据所述映射关系获取容器标识对应的容器IP地址;
路由策略管理单元,用于根据承载所述应用的容器的IP地址,利用原始路由表信息获取所述容器的最佳路由路径,以便所述容器执行所述最佳路由路径,其中,所述原始路由表中包括所述容器在迁移前的路由路径信息。
4.根据权利要求3所述的装置,还包括:
生存时长管理单元,用于设置所述映射关系的生存时长,在所述容器关停后,在所述生存时长保存所述映射关系,若经过生存时长后没有收到所述容器重启通知,则清除所述映射关系。
5.一种实现应用容器化部署无缝迁移的装置,包括:
存储器;以及耦接至所述存储器的处理器,所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1或2所述的实现应用容器化部署无缝迁移的方法。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该指令被处理器执行时实现权利要求1或2所述的实现应用容器化部署无缝迁移的方法的步骤。
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