CN111352692B - 一种采用web语言实现的容器镜像的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种采用web语言实现容器镜像的方法和系统，所述方法包括：步骤1)基于Dockerfile文件和docker build命令构建web容器镜像；步骤2)对web容器镜像进行解析，并对web容器镜像中web代码进行解释执行；本发明采用web语言构建跨平台、统一的web容器镜像；方便了容器镜像的部署和管理；充分利用web语言跨平台、轻量级的优势，解决现有容器服务环境中的容器镜像平台异构问题，方便容器镜像部署和管理。
Description
技术领域
本发明属于容器技术领域，具体而言，尤其涉及一种采用web语言实现容器镜像的方法和系统。
背景技术
随着容器技术(如LXC，Docker)的迅速发展，很多云平台都是基于容器技术和容器集群管理工具(如Docker Swarm，Kubernetes，Mesos等)按需向用户提供IaaS/PaaS/SaaS等服务，而且由于容器技术具有轻量化、易部署等优点，容器技术还可以很好地应用于智能终端，如可以基于轻量级容器化技术和容器集群管理工具将多个智能终端的资源池化并管理起来，按需向周围其他终端设备提供服务。容器镜像作为创建容器需要的基石，其中包含了容器需要运行的服务及依赖的执行环境，它是容器化服务环境中服务部署和任务传递的载体。由于容器镜像中保存的是平台相关的可执行文件及其依赖的执行环境，不同cpu架构、不同操作系统的平台在执行相同服务或任务时需要有不同的镜像，而容器服务环境中平台异构结点普遍存在而且很难完全避免，这造成了容器服务环境中有大量不同平台的异构容器镜像需要部署和管理，这种容器镜像异构问题给容器服务的效率和开销带来了很大挑战。
Web应用是由HTML、CSS、JavaScript等组成的需要web引擎解释执行的应用，它具有轻量级、跨平台、易开发等优势，容器虚拟化技术和web结合是解决容器服务环境面临的镜像异构问题的有效方法，该方法使用web语言构建跨平台、轻量级的web容器镜像，然后将web应用解释执行环境(web引擎)引入容器中运行来构建web容器镜像解析执行环境对web容器镜像进行解析，并对其中的web代码进行解释执行。目前web引擎和容器虚拟化技术结合的研究都是利用容器虚拟化技术提供的进程隔离机制以及资源管理机制来解决多进程web引擎面临的安全和资源管理问题，没有发现基于web技术来解决容器服务环境面临的镜像异构问题的相关研究。
发明内容
本发明的目的在于解决目前容器服务环境面临的镜像异构问题，利用web语言跨平台、体积小的优点，将容器虚拟化技术和web技术相结合，采用容器镜像构建解析方法，根据web引擎多进程架构和web应用解释执行原理，提出了一种采用web语言实现容器镜像的方法和系统；所述方法包括：
步骤1)基于Dockerfile文件和docker build命令构建web容器镜像；
步骤2)对web容器镜像进行解析，并对web容器镜像中web代码进行解释执行。
作为所述方法的一种改进，所述步骤1)具体包括：
步骤1-1)基于Dockerfile文件和docker build命令生成web容器镜像；
步骤1-2)在所述的Dockerfile文件中创建容器数据卷目录，用于在容器间共享web代码；
步骤1-3)使用COPY指令或ADD指令拷贝web代码到所述容器数据卷目录中。
作为所述方法的一种改进，其特征在于，所述步骤2)具体包括：
步骤2-1)对web引擎主进程和渲染进程进行容器化，对JS引擎单独编译为独立进程并进行JS引擎容器化；
步骤2-2)基于命名管道通信机制实现web引擎主进程与渲染进程之间的通信，和web引擎主进程与JS引擎之间的通信；
步骤2-3)设置管控组件，实现web引擎主进程对渲染进程容器和JS引擎容器进行管理；
步骤2-4)对渲染进程和JS引擎进行HTTP server和HTML5功能扩展；
步骤2-5)web引擎主进程对web容器镜像进行解析，通过容器数据卷机制获取web容器镜像中的web代码类型，并依据代码类型确定启动渲染进程容器或JS引擎容器对web代码进行解释执行。
作为所述方法的一种改进，所述步骤2-1)具体包括：
步骤2-1-1)将web引擎主进程和渲染进程进行分离并编译成可执行程序，利用容器镜像机制或挂载指令将web引擎主进程和渲染进程分别引入容器中执行；
步骤2-1-2)将JS引擎编译成可执行程序，并进行容器化。
作为所述方法的一种改进，所述步骤2-3)具体包括：
步骤2-3-1)在web引擎主进程中添加管控组件，web引擎主进程通过管控组件和Docker Engine交互实现对渲染进程容器和JS引擎容器启动、中断和恢复、资源分配、状态获取、停止和销毁管理；
步骤2-3-2)设置web引擎主进程对JS引擎的权限控制机制，设置web引擎主进程控制JS引擎的资源下载，达到资源共享。
作为所述方法的一种改进，所述步骤2-4)具体包括：
步骤2-4-1)对渲染进程进行HTTP server功能扩展和HTML5websocket服务端功能扩展；
步骤2-4-2)对JS引擎进行HTTP server功能扩展和HTML5功能扩展，其中HTML5功能包括HTML5websocket服务端功能，HTML5web worker和HTML5web storage功能。
作为所述方法的一种改进，所述步骤2-5)具体包括：
步骤2-5-1)当web引擎主进程对web容器镜像进行解析时，利用web容器镜像创建数据卷容器；
步骤2-5-2)Web引擎主进程通过容器数据卷目录获取数据卷容器中的web代码，依据web代码类型决定启动渲染进程容器或JS引擎容器，并向Docker Engine发出容器创建请求；
步骤2-5-3)渲染进程容器或JS引擎容器同样通过容器数据卷目录获取数据卷容器中的web代码，并对其进行解释执行。
本发明还提出一种采用web语言实现的容器镜像的系统，包括存储器、处理器和存储在存储器上的并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述方法的步骤。
本发明的优势：
1、本发明的采用web语言实现容器镜像的方法和系统采用web语言构建跨平台、统一的web容器镜像；
2、本发明的采用web语言实现容器镜像的方法和系统采用与平台无关的web代码，而且其中不包括执行web代码的所需要的解释执行环境，方便了容器镜像的部署和管理。
3、本发明的采用web语言实现容器镜像的方法和系统可以充分利用web语言跨平台、轻量级的优势，解决现有容器服务环境中的容器镜像平台异构问题，方便容器镜像部署和管理。
附图说明
图1为本发明的采用web语言实现容器镜像的方法和系统中web容器镜像解析执行环境构建模块流程图；
图2为本发明的采用web语言实现容器镜像的方法和系统中web容器镜像解析执行环境架构图；
图3为本发明的采用web语言实现容器镜像的方法和系统基于命名管道的通信机制；
图4为本发明的采用web语言实现容器镜像的方法和系统中web引擎进程对渲染进程容器和JS引擎容器管理机制。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
本发明公开了一种采用web语言实现容器镜像的方法和系统，通过将容器虚拟化技术和web技术相结合，采用web语言构建跨平台、统一的web容器镜像，设计web容器镜像解析执行环境对web容器镜像进行解析，并对其中的web代码进行解释执行。
本发明所述采用web语言实现容器镜像的方法和系统可以充分利用web语言跨平台、轻量级的优势，解决现有容器服务环境中的容器镜像平台异构问题，方便容器镜像部署和管理。
所述采用web语言实现容器镜像的方法包括：
步骤1)web容器镜像构建；
步骤2)web容器镜像解析执行环境构建模块。
所述Web容器镜像构建模块包括：
步骤1-1)基于Dockerfile文件和docker build命令来构建web容器镜像；
步骤1-2)在Dockerfile文件中创建数据卷目录，用于容器间web代码共享；
步骤1-3)使用COPY指令或ADD指令拷贝web代码到数据卷目录中。
如图1所示，所述Web容器镜像解析执行环境构建模块包含如下步骤：
步骤2-1)对多进程web引擎进行容器化，分别对web引擎主进程和渲染进程进行容器化，另对JS引擎单独编译为独立进程并进行容器化；
步骤2-2)基于命名管道通信机制实现web引擎主进程和渲染进程，web引擎主进程和JS引擎之间的通信；
步骤2-3)在web引擎主进程中设计管控组件实现web引擎主进程对渲染进程容器和JS引擎容器的管控机制，web引擎主进程通过管控组件向Docker Engine发出管控请求，由Docker Engine对渲染进程容器和JS引擎容器进行直接管控；
步骤2-4)对渲染进程和JS引擎进行HTTP server和HTML5功能扩展；
步骤2-5)web引擎引擎主进程对web容器镜像进行解析，通过容器数据卷机制获取其中的web代码并依据代码类型确定启动渲染进程容器或JS引擎容器对web代码进行解释执行。
上述技术方案中，Browser Process为web引擎主进程，Browser Process主要对渲染进程和JS引擎进行权限管理，并对渲染进程容器和JS引擎容器进行管理，上层web应用解释执行环境为添加服务端功能模块的渲染进程或JS引擎；
如图2所示，所述步骤2-1)中具体步骤包括：
步骤2-1-1)web引擎主进程和渲染进程容器化是指将web引擎主进程和渲染进程进行分离并独立编译成可执行程序，利用容器镜像机制或挂载指令将web引擎主进程和渲染进程分别引入容器中执行，所述渲染进程是包含JS引擎的完整渲染引擎；
步骤2-1-2)JS引擎通常是web引擎中相对独立的第三方项目，所述JS引擎容器化是指将独立JS引擎项目编译成可执行程序，并进行容器化；
如图3所示，上述技术方案中，所述步骤2-2)中采用命名管道通信机制实现web引擎主进程、渲染进程以及web引擎主进程和JS引擎之间的通信。因为web引擎主进程、渲染进程和JS引擎分别作为独立进程运行于不同的容器中，彼此之间是相互独立的没有父子关系的陌生进程，因此原先web引擎中采用的匿名管道通信机制不再适用；
如图4所示，上述技术方案中，所述步骤2-3)中具体步骤包括：
步骤2-3-1)管控组件的第一个功能是实现对渲染进程容器和JS引擎容器进行管理。web引擎主进程中添加管控组件，web引擎主进程通过管控组件和Docker Engine交互实现对渲染进程容器和JS引擎容器启动、暂时和恢复、资源分配、状态获取、停止和销毁等管理；
步骤2-3-2)管控组件的第二个功能对JS引擎进行权限控制。设计web引擎主进程对JS引擎的权限控制机制，为了资源共享，JS引擎的资源下载都交由web引擎主进程来进行，由于JS引擎运行在单独的容器中，不对JS引擎的其他权限进行限制；
上述技术方案中，所述步骤2-4)中web引擎作为Browser/Server工作模式中的Browser端，不包含Server端的功能，但本发明中web容器镜像解析执行环境作为服务提供者，有可能需要部分Server端功能，如HTTP Server、Websocket Server等，因此对渲染进程和JS引擎添加HTTP Server、Websocket Server等功能模块，又因为JS引擎本身不包含某些HTML5功能的实现，而web容器镜像可能会包含HTML5标准相关代码，因此对JS引擎进行HTML5功能扩展，具体功能扩展包括：
步骤2-4-1)对渲染进程进行HTTP server功能扩展和HTML5websocket服务端功能扩展；
步骤2-4-2)对JS引擎进行HTTP server功能扩展和HTML5功能扩展，其中HTML5功能包括HTML5websocket服务端功能，HTML5web worker，HTML5web storage；
上述技术方案中，所述步骤2-5)中具体步骤包括：
步骤2-5-1)web引擎主进程对web容器镜像进行解析时，利用web容器镜像创建的数据卷容器，web引擎主进程基于容器数据卷机制获取数据卷容器中web代码，依据代码类型决定启动渲染进程容器或JS引擎容器并向Docker Engine发出容器创建请求；
步骤2-5-2)渲染进程容器或JS引擎容器同样基于容器数据卷机制获取数据卷容器中web代码并对其进行解释执行。
实施例中服务请求方(客户端)为智能终端上的web应用Ray Tracing(http://nerget.com/rayjs-mt/rayjs.html)，该应用使用HTML5web worker进行图形渲染。服务提供方(服务端)为多个不同平台的结点设备组成的Docker Swarm集群，集群中每个结点设备中安装容器化web应用解释执行环境，该运行环境中web引擎为chromi um浏览器，chromium浏览器主进程为Browser Process，渲染进程为Render Proces s，JS引擎为V8。该DockerSwarm对外提供web worker迁移服务。
该Docker Swarm集群提供web worker迁移服务的工作流程如下：
S1、服务请求方打包并下发web化容器镜像。
服务请求方首先创建Dockerfile文件，在Dockerfile中，使用COPY指令或ADD指令拷贝web任务代码server.js到镜像中，然后使用docker build命令创建镜像。
Web化容器镜像的下发完全基于现有容器化运行环境，将web任务代码用镜像传递的好处是完全可以利用现有容器服务环境中的镜像打包和分发机制。
web任务代码Server.js示例代码如下：
Server.js的工作首先是创建服务端websocket连接，并监听客户端websocket连接，客户端在连接成功后发送创建web worker需要的worker.js，Server.js接收到worker.js后创建并运行web worker，并将web worker运行结果通过websocket连接发送给客户端。
Dockerfile示例文件如下：
#基于的轻量级基础镜像
FROM ubutu
#维护者信息
MAINTAINER docker_user docker_user@mail.com
#创建数据卷目录，用于共享web任务代码
VOLUME["/var/www/html/"]
#拷贝web任务代码到数据卷目录
COPY Server.js/var/www/html/
#暴露端口
EXPOSE 9200 9300
#启动容器时执行命令，可被docker run覆盖
RUN/bin/bash
Web化容器镜像生成示例命令：
#/tmp/docker_build为Dockerfile文件路径，web_image为生成的镜像标签
docker build–t web_image/tmp/docker_build/
S2.Docker Swarm集群中manager节点接收web_image镜像后，根据集群内各个节点的负载情况，将web_image镜像分配给特定的设备节点。
S3.Browser Process容器接收web_image镜像，并使用该web化容器镜像创建并启动数据卷容器(docker run--name myContainer–d web_image)，Browser Pro cess从数据卷容器myContianer的数据卷目录/var/www/html/中获取web任务代码S erver.js并解析web任务代码类型，如果只有JS代码，则向Docker Engine发送JS引擎容器创建和启动请求，否则向Docker Engine发送渲染进程容器创建和启动请求。该实施例中只有JS代码Server.js，因此向Docker Engine发送JS引擎容器创建和启动请求。
S4.JS引擎容器启动后，从已创建的数据卷容器目录/var/www/html/中获取we b任务代码Server.js，并对其进行解释执行，Server.js创建服务端websocket连接并监听客户端websocket连接请求，连接成功后接收worker.js文件，Server.js使用wor ker.js创建并运行web worker，并将web worker运行结果通过websocket连接发送给客户端RayTracing应用。
至此，该Docker Swarm提供的web worker迁移服务结束。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非用于限定本发明的保护范围，本领域的技术人员应当理解，在不脱离发明原理的前提下，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围中。
Claims (7)
1.一种采用web语言实现容器镜像的方法，所述方法包括：
步骤1)基于Dockerfile文件和docker build命令构建web容器镜像；
步骤2)对web容器镜像进行解析，并对web容器镜像中web代码进行解释执行；
所述步骤2)具体包括：
步骤2-1)对web引擎主进程和渲染进程进行容器化，对JS引擎单独编译为独立进程并进行JS引擎容器化；
步骤2-2)基于命名管道通信机制实现web引擎主进程与渲染进程之间的通信，和web引擎主进程与JS引擎之间的通信；
步骤2-3)设置管控组件，实现web引擎主进程对渲染进程容器和JS引擎容器进行管理；
步骤2-4)对渲染进程和JS引擎进行HTTP server和HTML5功能扩展；
步骤2-5)web引擎主进程对web容器镜像进行解析，通过容器数据卷机制获取web容器镜像中的web代码类型，并依据代码类型确定启动渲染进程容器或JS引擎容器对web代码进行解释执行。
2.根据权利要求1所述的采用web语言实现容器镜像的方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：
步骤1-1)基于Dockerfile文件和dockerbuild命令生成web容器镜像；
步骤1-2)在所述的Dockerfile文件中创建容器数据卷目录，用于在容器间共享web代码；
步骤1-3)使用COPY指令或ADD指令拷贝web代码到所述容器数据卷目录中。
3.根据权利要求1所述的采用web语言实现容器镜像的方法，其特征在于，所述步骤2-1)具体包括：
步骤2-1-1)将web引擎主进程和渲染进程进行分离并编译成可执行程序，利用容器镜像机制或挂载指令将web引擎主进程和渲染进程分别引入容器中执行；
步骤2-1-2)将JS引擎编译成可执行程序，并进行容器化。
4.根据权利要求3所述的采用web语言实现容器镜像的方法，其特征在于，所述步骤2-3)具体包括：
步骤2-3-1)在web引擎主进程中添加管控组件，web引擎主进程通过管控组件和DockerEngine交互实现对渲染进程容器和JS引擎容器启动、中断和恢复、资源分配、状态获取、停止和销毁管理；
步骤2-3-2)设置web引擎主进程对JS引擎的权限控制机制，设置web引擎主进程控制JS引擎的资源下载，达到资源共享。
5.根据权利要求4所述的采用web语言实现容器镜像的方法，其特征在于，所述步骤2-4)具体包括：
步骤2-4-1)对渲染进程进行HTTP server功能扩展和HTML5 websocket服务端功能扩展；
步骤2-4-2)对JS引擎进行HTTP server功能扩展和HTML5功能扩展，其中HTML5功能包括HTML5 websocket服务端功能，HTML5 web worker和HTML5 web storage功能。
6.根据权利要求5所述的采用web语言实现容器镜像的方法，其特征在于，所述步骤2-5)具体包括：
步骤2-5-1)当web引擎主进程对web容器镜像进行解析时，利用web容器镜像创建数据卷容器；
步骤2-5-2)Web引擎主进程通过容器数据卷目录获取数据卷容器中的web代码，依据web代码类型决定启动渲染进程容器或JS引擎容器，并向Docker Engine发出容器创建请求；
步骤2-5-3)渲染进程容器或JS引擎容器同样通过容器数据卷目录获取数据卷容器中的web代码，并对其进行解释执行。
7.一种采用web语言实现的容器镜像的系统，包括存储器、处理器和存储在存储器上的并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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