CN111464347A - 一种大规模异构设备应用自动部署装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大规模异构设备应用自动部署装置及方法，提供一种针对大规模异构边缘节点设备进行应用自动部署装置及方法，通过在边缘计算网络中创建异构设备应用自动部署装置及自动部属的方法，实现对异构大规模设备自动注册及异构大规模设备应用自动部署管理。采用本发明的技术方案：1、设备自动注册及验证。2、针对异构设备，自动适配部署及部署验证。3、管理较简单，管理人员只需要维护应用部署规则。效率高，可完全无人部署。4、可扩展性好，根据管理设备的规则，可以横向扩展部署处理器。可用于管理大规模设备的应用部署。

Description

一种大规模异构设备应用自动部署装置及方法

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，一种针对大规模异构边缘节点设备进行应用自动部署装置及自动部属方法。

背景技术

随着边缘计算网络的发展，原先集中在中心节点处理的计算或存储，大量转移到更靠近用户或终端的边缘节点上，以获得更好的响应速度、降低延迟，提升服务质量。与传统的中心节点设备相比，边缘节点的设备与传统中心节点有较大的差异，其一是设备数量非常多，可达百万至千万级。其二是设备型号及种类多，服务能力和用途不一样，设备架构也可能不一样。边缘设备在对外提供服务之前，需要先进行系统初始化，部署应用程序。大规模的异构设备给应用部署带来了巨大挑战。

1、设备差异导致的部署差异挑战。

不同的架构的设备，需要选择对应的应用程序版本。比如X86架构的设备，需要部署对应的X86架构版本的应用程序，ARM架构的设备，需要部署对应ARM架构版本的应用程序。另外，即使是相同架构的设备，由于每台设备的硬件差异，部署应用程序的参数也需要对应调整，比如两台X86架构的设备，但是由于硬盘空间大小不同，在部署应用程序的时候，给应用程序分配磁盘空间的部署参数就会不一样。大量的差异造成自动部署比较困难。

2、部署效率上的挑战。

传统的部署方法，一般是在配置管理数据(CMDB)将设备的基础信息维护好，再批量发布部署任务。但针对大规模异构设备的场景，准确维护设备的基础信息非常困难，设备基础信息不准确往往导致部署任务出现各种故障。这种故障排查效率非常低，常常依赖于人工排查验证。在边缘计算大规模异构设备的场景下，部署场景更复杂：存在不同的架构、不同的硬件配置，需要部署相应的应用程序版本。另外，对已部署应用进行维护时，比如对应用程序版本升级，各种不同版本的应用如果中心配置管理数据的信息不正确，则很可能无法正确升级，导致需要先校验版本后再逐步进行部署，效率及准确率上很难达到要求。

发明内容

本发明提供一种大规模异构设备应用自动部署装置，由前端系统、部属客户端、部属处理器、设备应用中心四部分构成；设备安装了前端系统，前端系统内置了部署客户端；由部署客户端来发起设备的注册及部署自动申请及执行部署任务；设备应用中心负责设备的注册及验验，并存储设备的基础信息及部署应用信息，部署客户端定时同步设备信息到设备应用中心；部署处理器配备多个，设备可连接就近的部署处理器检查是否需要更新部署应用；设备向部署处理器申请部署时，部署处理器向设备应用中心查询校验设备合法性，部署处理器只响应在设备应用中心成功注册的设备，不成功注册的设备会被拒绝；所述前端系统，是指经过定制修改过的操作系统；所述部署客户端，自动部署的关键组件，负责设备自动注册及发起应用部署检查请求及应用部署任务的执行及部署结果校验；所述部属处理器，由一组设备及对应处理系统组成，根据设备的架构及设备的硬件配置及部署规则来生成对应的应用部署任务；所述设备应用中心，负责设备的注册验证，设备部署结果归集。

上述中，所述部署客户端由设备信息处理组件、部属检查组件、任务执行组件三部分构成；所述设备信息处理组件，负责设备信息的自动注册激活及设备信息更新上报；所述部署检查组件，定期向部署处理器发起部署检查请求，部署处理器会根据客户端请求提交的已部署应用信息来动态生成新的部署任务；所述任务执行组件，负责应用部署等相关任务的执行。

上述中，所述部署处理器包括：部属规则管理组件、分析处理组件、任务生成组件、私用应用镜像库四部分；所述部署规则管理组件：用于定义及维护设备部署规则，部署规则存储在规则数据库中；所述分析处理组件：根据部署客户端发过来的部署检查请求，检查此设备是否需要进行新的部署或部署变更；所述任务生成组件：将分析处理组件处理的结果生成对应设备的部署任务，等待部署客户自动拉取执行；所述私有应用镜像库：存储应用的版本镜像版本，部署客户端在部署的时候从私有应用镜像库下载应用镜像并生成对应的镜像实例。

上述中，所述部署规则包括的关键信息：A：应用版本号；B：每个部署实例的资源需求定义；C：每个应用版本部署的实例数量；D：部署动作。

上述中，所述设备应用中心包括设备管理及部属结果管理两部分；所述设备管理，用于处理设备合法性验证及设备信息注册并保存设备信息，部署客户端定时上报设备信息及部署应用实例信息到设备应用中心，用于保证设备应用中心的设备信息与真实一致；所述部署结果管理，用于接收和存储设备部署结果，以备查询及统计及部署变更。

在上述内容的基础上，本发明还提供一种大规模异构设备应用自动部署装置的自动部属方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：部署客户端设备注册，A、设备启动并连接网络；B、部署客户端根据设备前端系统的版本标识及设备的MAC地址以及密钥串相关数据信息按固定算法生成设备唯一标识；此设备序列号用于设备的注册及后继管理，设备序列号保证唯一性，即使系统重新安装后序列号也不变；C、部署客户端将设备序列号及设备的部分关键数据提交到设备应用中心；设备应用中心根据部署客户端提交的基础数据中的部分关键数据来校验提交的序列号是否合法有效，如果合法有效，注册设备到设备应用中心，存储设备的基础信息；

步骤2：部署客户端定时执行部署检查申请，成功注册设备之后，部署客户端通过域名解析连接到最近的部署处理器，然后定时向部署处理器发起部署检查申请，发起申请时，提交设备的基础信息及已部署的应用信息；

步骤3：部署处理器根据部署客户端检查申请生成部署任务，A、收到设备的部署检查申请，部署处理器向设备应用中心查询校验设备序列号的合法性并校验设备信息是否正确；B、如果设备合法，则根据已定义的部署规则，对比设备的已部署情况；C、根据部署规则中定义的部署目标应用动作，生成不同的部署任务；

步骤4：部署客户端下载部署任务，部署客户端根据部署处理器返回的部署任务ID，将部署任务下载到本地并加载到部署客户端中；

步骤5：部署客户端执行部署任务，部署客户端根据部署任务执行步骤，分步执行；如果任务是新增或升级部署，则从部署处理器的私有镜像库下载任务中指定应用镜像，按任务要求部署指定的应用实例；如果任务是删除部署，则执行设备本地的应用实例删除动作；

步骤6：部署客户端完成部署并校验上报部署结果到设备应用中心，部署客户端执行完成之后，检验部署结果；结果无误后，上报部署结果到设备应用中心；设备应用中心更新设备最新部署信息。

上述方法中，所述步骤3中的部署规则，包括以下步骤：

步骤201：如果规则库定义某一应用的部署动作为新增，检查设备是否已部署所述某一应用，如果未部署，则生成新增设备所述某一应用部署任务；

步骤202：如果规则库定义所述某一应用的部署动作为升级，则检查设备已部署所述某一应用的版本是否与规则库所述某一应用的版本是否一致，如果不一致，生成设备所述某一应用的升级任务

步骤203：如果规则库定义所述某一应用的部署动作为删除，则查询设备是否已部署所述某一应用，如果已部署所述某一应用，则生成设备删除应用任务；

步骤204：部署处理器返回生成的部署任务ID给部署客户端，此ID对应一个具体部署任务执行作业。

采用本发明的技术方案：1、设备自动注册及验证。2、针对异构设备，自动适配部署及部署验证。3、管理较简单，管理人员只需要维护应用部署规则。效率高，可完全无人部署。4、可扩展性好，根据管理设备的规则，可以横向扩展部署处理器。可用于管理大规模设备的应用部署。

附图说明

图1为本发明实施例中异构大规模设备应用自动部署装置示意图。

图2为本发明实施例中部署客户端构成示意图。

图3为本发明实施例中部属处理器构成示意图。

图4为本发明实施例中设备应用中心构成示意图。

图5为本发明实施例中设备、部署处理器、设备应用中心的关系示意图。

图6为本发明方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种针对大规模异构边缘节点设备进行应用自动部署装置及自动部属方法，本发明的一个实施例是，通过在边缘计算网络中创建异构设备应用自动部署装置，实现对异构大规模设备自动注册及异构大规模设备应用自动部署管理。

1、异构大规模设备应用自动部署装置，如图1所示，由前端系统、部属客户端、部属处理器、设备应用中心四部分构成。

1.1所述前端系统，经过定制修改过的操作系统，不同架构的设备安装对应架构的专用系统版本，比如针对X86架构的设备有对应的X86前端系统，针对ARM架构的设备有对应用ARM架构的设备，其他架构类似，都有对应架构的操作系统。前端系统中已经内置了对应架构的部署客户端等服务程序。每台设备在部署前必须先安装前端系统。

1.2所述部署客户端，自动部署的关键组件，负责设备自动注册及发起应用部署检查请求及应用部署任务的执行及部署结果校验。

如图2所示，所述部署客户端由设备信息处理组件、部属检查组件、任务执行组件三部分构成。所述设备信息处理组件，负责设备信息的自动注册激活及设备信息更新上报。所述部署检查组件，定期向部署处理器发起部署检查请求，部署处理器会根据客户端请求提交的已部署应用信息来动态生成新的部署任务。所述任务执行组件，负责应用部署等相关任务的执行。

1.3所述部属处理器，由一组设备及对应处理系统组成，根据设备的架构及设备的硬件配置及部署规则来生成对应的应用部署任务。可以根据管理设备的规模配备多个部署处理器。如图3所示，部属处理器包括：部属规则管理组件、分析处理组件、任务生成组件、私用应用镜像库四部分组成。

所述部署规则管理组件：用于定义及维护设备部署规则，部署规则存储在规则数据库中。部署规则主要包括几个关键信息：A：应用版本号。B：每个部署实例的资源需求定义，包括需要的磁盘空间，分配的内存大小、分配的CPU术数等。C：每个应用版本部署的实例数量。D：部署动作，如新增部署、、升级、删除应用、扩容部署等。

所述分析处理组件：根据部署客户端发过来的部署检查请求，检查此设备是否需要进行新的部署或部署变更。

所述任务生成组件：将分析处理组件处理的结果生成对应设备的部署任务。等待部署客户自动拉取执行。

所述私有应用镜像库：存储应用的版本镜像版本，部署客户端在部署的时候从私有应用镜像库下载应用镜像并生成对应的镜像实例。

1.4设备应用中心：负责设备的注册验证，设备部署结果归集。如图4所示，设备应用中心包括设备管理及部属结果管理两部分。所述设备管理，用于处理设备合法性验证及设备信息注册并保存设备信息，部署客户端定时上报设备信息及部署应用实例信息到设备应用中心，用于保证设备应用中心的设备信息与真实一致。所述部署结果管理，用于接收和存储设备部署结果，以备查询及统计及部署变更。

如图5所示，图5为本发明实施例中设备、部署处理器、设备应用中心的关系示意图，1、设备安装了前端系统，前端系统内置了部署客户端。由部署客户端来发起设备的注册及部署自动申请及执行部署任务。2、设备应用中心负责设备的注册及验验，并存储设备的基础信息及部署应用信息，部署客户端定时同步设备信息到设备应用中心。3、部署处理器配备多个，设备可连接就近的部署处理器检查是否需要更新部署应用。4、设备向部署处理器申请部署时，部署处理器向设备应用中心查询校验设备合法性，部署处理器只响应在设备应用中心成功注册的设备，不成功注册的设备会被拒绝。

在上述内容的基础上，如图6所示，本发明提供一种针对大规模异构边缘节点设备进行应用自动部署方法，包括以下步骤：

步骤1：部署客户端设备注册，A、设备启动并连接网络；B、部署客户端根据设备前端系统的版本标识及设备的MAC地址以及密钥串等数据信息按固定算法生成设备唯一标识，即设备序列号(device_sn)。此设备序列号用于设备的注册及后继管理，设备序列号保证唯一性，即使系统重新安装后序列号也不变；C、部署客户端将设备序列号及设备的部分关键数据提交到设备应用中心。设备应用中心根据部署客户端提交的基础数据中的部分关键数据来校验提交的序列号是否合法有效，如果合法有效，注册设备到设备应用中心，存储设备的基础信息。

步骤2：部署客户端定时执行部署检查申请，成功注册设备之后，部署客户端通过域名解析连接到最近的部署处理器，然后定时向部署处理器发起部署检查申请，发起申请时，提交设备的基础信息及已部署的应用信息。

步骤3：部署处理器根据部署客户端检查申请生成部署任务，A、收到设备的部署检查申请，部署处理器向设备应用中心查询校验设备序列号的合法性并校验设备信息是否正确。B、如果设备合法，则根据已定义的部署规则，对比设备的已部署情况。C、根据部署规则中定义的部署目标应用动作，生成不同的部署任务。

下面以应用G取例说明,具体规则中允许一次定义多个应用的部署规则。

①如果规则库定义应用G的部署动作为新增，检查设备是否已部署应用G，如果未部署，则生成新增设备应用G部署任务。

②如果规则库定义应用G的部署动作为升级，则检查设备已部署应用G的版本是否与规则库应用G的版本是否一致，如果不一致，生成设备应用G的升级任务

③如果规则库定义应用G的部署动作为删除，则查询设备是否已部署应用G，如果已部署应用G，则生成设备删除应用任务。

④部署处理器返回生成的部署任务ID给部署客户端，此ID对应一个具体部署任务执行作业。

步骤4：部署客户端下载部署任务，部署客户端根据部署处理器返回的部署任务ID，将部署任务下载到本地并加载到部署客户端中。

步骤5：部署客户端执行部署任务，部署客户端根据部署任务执行步骤，分步执行。如果任务是新增或升级部署，则从部署处理器的私有镜像库下载任务中指定应用镜像，按任务要求部署指定的应用实例。如果任务是删除部署，则执行设备本地的应用实例删除动作。

步骤6：部署客户端完成部署并校验上报部署结果到设备应用中心，部署客户端执行完成之后，检验部署结果。结果无误后，上报部署结果到设备应用中心。设备应用中心更新设备最新部署信息。

下面给出一个具体制造的实施例：新设备部署，假如部署规则如下：

设置一台X86架构的设备，已安装好对应的X86前端系统。基本硬件配置为：磁盘空间2000G，CPU为Xeon E5 2620 6核，内存为32G。

部署包括以下步骤：

①网络正常接通后，此设备的部署客户端根据设备相关信息生成唯一的序列号0110000842931f20492c3c602，并连同设备的基础信息提交到设备应用中心。

②设备应用中心根据提交的设备序列号及基础信息进行设备合法性校验。校验通过后在设备应用中心注册这台设备并保存设备基础信息。

③成功注册后，设备0110000842931f20492c3c602的部署客户端按固定周期发起部署申请，通过相关配置，解析到最此设备最近的部署处理器地址为http://111.194.82.247/deploy。向此地址发起部署请求并提交设备基础信息及已部署应用信息，此时已部署应用信息为空。

④部署处理器接收到设备0110000842931f20492c3c602的部署请求，部署处理器的分析处理组件工作，进行规则的计算及匹配。

此时规则要求部署两个应用hdapp及forkapp。

hdapp需要部署2个实例，需要的资源为disk 400G*2＝800G,CPU 1核*2＝2核，内存1G*2＝2G

forkapp需要部署2个实例，需要的资源为disk 200G*2＝400G,CPU 1核*2＝2核，内存1G*2＝2G.

总共需要的资源为disk 800G+400G＝1200G,CPU 2核，内存2G,此设备空间和CPU及内存都满足部署要求。分析处理器生成部署任务，并返回部署任务ID 40023452。

⑤部署客户端访问http://111.194.82.247/getTask/40023452来下载部署任务。

⑥部署客户端加载部署任务。

⑦部署客户端访问http://111.194.82.247/getImage/hdapp/1.56及http://111.194.82.247/getImage/forkapp/1.00下载镜像文件，并为每个应用分配对应资源，并各安装部署2个实例。

⑧部署完成后，更新设备已部署应用配置并提交到设备应用中心。

⑨设备应用中心更新设备已部署应用信息,部署结束。

采用本发明的技术方案：1、设备自动注册及验证。2、针对异构设备，自动适配部署及部署验证。3、管理较简单，管理人员只需要维护应用部署规则。效率高，可完全无人部署。4、可扩展性好，根据管理设备的规则，可以横向扩展部署处理器。可用于管理大规模设备的应用部署。

进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的应用。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种大规模异构设备应用自动部署装置，其特征在于，由前端系统、部属客户端、部属处理器、设备应用中心四部分构成；设备安装了前端系统，前端系统内置了部署客户端；由部署客户端来发起设备的注册及部署自动申请及执行部署任务；设备应用中心负责设备的注册及验验，并存储设备的基础信息及部署应用信息，部署客户端定时同步设备信息到设备应用中心；部署处理器配备多个，设备可连接就近的部署处理器检查是否需要更新部署应用；设备向部署处理器申请部署时，部署处理器向设备应用中心查询校验设备合法性，部署处理器只响应在设备应用中心成功注册的设备，不成功注册的设备会被拒绝；所述前端系统，是指经过定制修改过的操作系统；所述部署客户端，自动部署的关键组件，负责设备自动注册及发起应用部署检查请求及应用部署任务的执行及部署结果校验；所述部属处理器，由一组设备及对应处理系统组成，根据设备的架构及设备的硬件配置及部署规则来生成对应的应用部署任务；所述设备应用中心，负责设备的注册验证，设备部署结果归集。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述部署客户端由设备信息处理组件、部属检查组件、任务执行组件三部分构成；所述设备信息处理组件，负责设备信息的自动注册激活及设备信息更新上报；所述部署检查组件，定期向部署处理器发起部署检查请求，部署处理器会根据客户端请求提交的已部署应用信息来动态生成新的部署任务；所述任务执行组件，负责应用部署等相关任务的执行。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述部署处理器包括：部属规则管理组件、分析处理组件、任务生成组件、私用应用镜像库四部分；所述部署规则管理组件：用于定义及维护设备部署规则，部署规则存储在规则数据库中；所述分析处理组件：根据部署客户端发过来的部署检查请求，检查此设备是否需要进行新的部署或部署变更；所述任务生成组件：将分析处理组件处理的结果生成对应设备的部署任务，等待部署客户自动拉取执行；所述私有应用镜像库：存储应用的版本镜像版本，部署客户端在部署的时候从私有应用镜像库下载应用镜像并生成对应的镜像实例。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述部署规则包括的关键信息：A：应用版本号；B：每个部署实例的资源需求定义；C：每个应用版本部署的实例数量；D：部署动作。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述设备应用中心包括设备管理及部属结果管理两部分；所述设备管理，用于处理设备合法性验证及设备信息注册并保存设备信息，部署客户端定时上报设备信息及部署应用实例信息到设备应用中心，用于保证设备应用中心的设备信息与真实一致；所述部署结果管理，用于接收和存储设备部署结果，以备查询及统计及部署变更。

6.如权利要求1-5任一所述的大规模异构设备应用自动部署装置的自动部属方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：部署客户端设备注册，A、设备启动并连接网络；B、部署客户端根据设备前端系统的版本标识及设备的MAC地址以及密钥串相关数据信息按固定算法生成设备唯一标识；此设备序列号用于设备的注册及后继管理，设备序列号保证唯一性，即使系统重新安装后序列号也不变；C、部署客户端将设备序列号及设备的部分关键数据提交到设备应用中心；设备应用中心根据部署客户端提交的基础数据中的部分关键数据来校验提交的序列号是否合法有效，如果合法有效，注册设备到设备应用中心，存储设备的基础信息；

步骤2：部署客户端定时执行部署检查申请，成功注册设备之后，部署客户端通过域名解析连接到最近的部署处理器，然后定时向部署处理器发起部署检查申请，发起申请时，提交设备的基础信息及已部署的应用信息；

步骤3：部署处理器根据部署客户端检查申请生成部署任务，A、收到设备的部署检查申请，部署处理器向设备应用中心查询校验设备序列号的合法性并校验设备信息是否正确；B、如果设备合法，则根据已定义的部署规则，对比设备的已部署情况；C、根据部署规则中定义的部署目标应用动作，生成不同的部署任务；

步骤4：部署客户端下载部署任务，部署客户端根据部署处理器返回的部署任务ID，将部署任务下载到本地并加载到部署客户端中；

步骤5：部署客户端执行部署任务，部署客户端根据部署任务执行步骤，分步执行；如果任务是新增或升级部署，则从部署处理器的私有镜像库下载任务中指定应用镜像，按任务要求部署指定的应用实例；如果任务是删除部署，则执行设备本地的应用实例删除动作；

步骤6：部署客户端完成部署并校验上报部署结果到设备应用中心，部署客户端执行完成之后，检验部署结果；结果无误后，上报部署结果到设备应用中心；设备应用中心更新设备最新部署信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的部署规则，包括以下步骤：

步骤201：如果规则库定义某一应用的部署动作为新增，检查设备是否已部署所述某一应用，如果未部署，则生成新增设备所述某一应用部署任务；

步骤202：如果规则库定义所述某一应用的部署动作为升级，则检查设备已部署所述某一应用的版本是否与规则库所述某一应用的版本是否一致，如果不一致，生成设备所述某一应用的升级任务

步骤203：如果规则库定义所述某一应用的部署动作为删除，则查询设备是否已部署所述某一应用，如果已部署所述某一应用，则生成设备删除应用任务；

步骤204：部署处理器返回生成的部署任务ID给部署客户端，此ID对应一个具体部署任务执行作业。

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