CN111666034A - 一种容器集群磁盘管理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种容器集群磁盘管理方法和装置，该方法包括：通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息；通过kubelet调用磁盘管理插件获取磁盘的可用选项信息；当确定kubelet创建有存储资源的pod时，调用磁盘管理插件对所述pod对应的磁盘初始化；通过kubelet将初始化完成的磁盘目录挂载到所述pod对应的目录下，并运行所述pod；当所述pod运行结束时，通过kubelet调用磁盘管理插件释放使用的磁盘资源。该方法能够提高磁盘管理的效率。

Description

一种容器集群磁盘管理方法和装置
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别涉及一种容器集群磁盘管理方法和装置。
背景技术
随着docker、管理云平台中多个主机上的容器化的应用(kubernetes)、mesos等技术的成熟，容器化具有隔离性、资源可控性等优点，因此，容器化在互联网行业得到了非常广泛的应用。
对于大多应用场景来说，不可能是一台服务器支撑所有的流量，所以在单机上运行docker来管理多个容器显然是不满足要求的。所以现在一般都在使用容器集群管理工具，最流行的是kubernetes，因为它能管理大规模的容器集群，极大地降低了容器集群管理的成本，而且水平扩展容易。
目前在kubernetes集群上管理磁盘资源是比较简单的，通过手动指定volume来定义所需要使用的磁盘信息，而且不少类型的磁盘资源是需要在容器里装有该类型磁盘的客户端的，这使得服务和磁盘类型有很高的耦合度，不便于迁移、升级和维护。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种容器集群磁盘管理方法和装置，能够提高磁盘管理的效率。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
本申请的第一方面提供一种容器集群磁盘管理方法，应用于一网络设备上，该方法包括：
通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息；
通过kubelet调用磁盘管理插件获取磁盘的可用选项信息；
当确定kubelet创建有存储资源的pod时，调用磁盘管理插件对所述pod对应的磁盘初始化；
通过kubelet将初始化完成的磁盘目录挂载到所述pod对应的目录下，并运行所述pod；
当所述pod运行结束时，通过kubelet调用磁盘管理插件释放使用的磁盘资源。
本申请的第二方面提供一种容器集群磁盘管理装置，应用于一网络设备上，该装置包括：磁盘管理插件和kubelet单元；
所述磁盘管理插件，用于获取磁盘信息，并将磁盘信息发送给kubelet单元；当所述kubelet单元调用磁盘的可用选项信息时，获取磁盘的可用选项信息，并反馈给kubelet单元；当所述kubelet单元调用本插件进行磁盘初始化时，对pod对应的磁盘初始化；接收到kubelet单元发送的释放资源的指令时，释放使用的磁盘资源；
所述kubelet单元，用于注册所述磁盘管理插件发送的磁盘信息；向磁盘管理插件调用磁盘的可用选项信息；当确定创建有存储资源的pod时，调用磁盘管理插件对所述pod对应的磁盘初始化；将初始化完成的磁盘目录挂载到所述pod对应的目录下，并运行所述pod；当所述pod运行结束时，调用磁盘管理插件释放使用的磁盘资源。
本申请的第三方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述容器集群磁盘管理方法的步骤。
本申请的第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述容器集群磁盘管理方法的步骤。
由上面的技术方案可知，本申请中对不同磁盘的存储抽象为统一的磁盘管理接口，对磁盘资源进行注册、管理，降低了应用程序与磁盘资源的耦合度，易于扩展，能够提高磁盘管理的效率。
附图说明
图1为本申请实施例中容器集群磁盘管理流程示意图；
图2为本申请实施例中处理pod请求的流程示意图；
图3为本申请实施例中应用于上述装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本申请实施例中提供一种容器集群磁盘管理方法，对不同磁盘的存储抽象为统一的磁盘管理接口，对磁盘资源进行注册、管理，降低了应用程序与磁盘资源的耦合度，易于扩展，能够提高磁盘管理的效率。
本申请实施例中提供的容器集群磁盘管理方法应用于一个网络设备上。
在进行容器集群磁盘管理的每个网络设备上根据磁盘的类型安装有磁盘管理插件，用于管理磁盘，如针对HDD磁盘，安装的磁盘管理插件为HDDdevice plugin，针对SSD磁盘，安装的磁盘管理插件为SSD device plugin。
Kubernetes(K8S)是一个分布式的集群管理系统，在每个网络设备(也称为node)上都要运行一个worker对容器进行生命周期的管理，这个worker程序就是分布式集群管理系统中的一个工作程序(kubelet)。
每个网络设备上部署有kubelet服务，用于注册磁盘资源。
本申请实施例中主(master)组件可以单独部署在一台网络设备上，也可以部署在安装有磁盘管理插件的网络设备上。
这里的master组件包括：K8S应用接口服务(APIserver)、调度器(scheduler)和数据库(etcd)。
下面结合附图，给出本申请实施例中提供的容器集群磁盘管理过程。
磁盘初始化时，网络设备通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息；注册的信息包括：当前网络设备上有哪些类型的磁盘，以及磁盘空间的大小。
网络设备具体实现通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息时，包括：
通过磁盘管理插件获取磁盘信息，并发送给kubelet；
通过kubelet将所述磁盘信息发送给master组件中的K8S APIserver，并写入到etcd中。
磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息时，通过kubelet的RegisterPlugingrpc服务注册。
网络设备通过kubelet调用磁盘管理插件获取磁盘的可用选项信息；
这里的可用选项信息包括：磁盘空间大小、磁盘格式、读写方式、挂载点等。
具体实现时，通过调用磁盘管理插件的GetPluginOptions获取。
本申请实施例中在具体实现时，将磁盘管理接口抽象为四个统一的磁盘管理接口，无论新增或减少磁盘，不影响已运行的服务。
参见图1，图1为本申请实施例中容器集群磁盘管理流程示意图。具体步骤为：
步骤101，通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息。
本步骤中通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息，具体实现为
通过磁盘管理插件获取磁盘信息，并发送给kubelet，通过Refister Plugin消息发送给kubelet；
Kubelet接收到磁盘管理插件，会向kubelet反馈获取磁盘信息的响应(return)。
通过kubelet将所述磁盘信息发送给master组件中的K8S APIserver，并使K8SAPIserver写入到etcd中。
本步骤抽象出第一个接口，用于进行磁盘信息注册。
步骤102，通过kubelet调用磁盘管理插件获取磁盘的可用选项信息。
本这步骤中kubelet向磁盘管理插件发送Get Plugin Options消息获取磁盘的可用选项信息。
磁盘管理插件通过return向kubelet反馈磁盘的可用选项信息。
这些可用选项信息为用于磁盘信息注册之外的一些信息，比如使用磁盘的加速功能等，在创建pod时可以使用。
本步骤抽象出第二个接口，用于获取磁盘的可选项信息。
步骤103，当确定kubelet创建有存储资源的pod时，调用磁盘管理插件对所述pod对应的磁盘初始化。
也就是说当pod里的存储资源信息不为空时，表明这个pod需要存储资源，那么kubelet在创建pod时会调用磁盘管理插件把pod所需要的存储资源进行初始化。
在kubernetes的应用中，最基本的管理单位是分布式的集群管理系统的管理单位(pod)，而不是container。pod是kubernetes在容器上的一层封装，由一组运行在同一主机的一个或者多个容器组成。如果把容器比喻成传统机器上的一个进程(它可以执行任务，对外提供某种功能)，那么pod可以类比为传统的主机：它包含了多个容器，为它们提供共享的一些资源。同一个Pod中的容器会部署在同一个物理机器上并且能够共享资源。
本步骤中，kubelet通过Allocate storage消息，调用磁盘管理插件对磁盘进行初始化；
磁盘管理插件通过return storage info消息向kubelet反馈磁盘初始化结果。
本步骤抽象出第三个接口，用于磁盘初始化。
步骤104，通过kubelet将初始化完成的磁盘目录挂载到所述pod对应的目录下，并运行所述pod。
pod里运行的是程序，可以是任何类型的程序，比如一个web网页程序、数据库程序、后台归档程序等等，本申请实施例中对此不进行限定。
步骤105，当所述pod运行结束时，通过kubelet调用磁盘管理插件释放使用的磁盘资源。
本步骤中kubelet通过Release storage调用磁盘管理插件进行磁盘资源释放；
磁盘管理插件通过return向kubelet反馈释放结果。
本步骤抽象出第四个接口，用于磁盘资源的释放。
基于上述抽象出的四个接口，可以针对不同类型的磁盘进行管理；
当新增磁盘时，确定是否已安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，如果是，使用对应的磁盘管理插件管理；否则，安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，并使用新安装的磁盘管理插件管理所述磁盘。
也就是说，如果有新的磁盘类型时，只需要根据磁盘管理接口开发一个新的插件，无需修改现有的kubernets代码或者是重新部署kubernetes集群，把新的磁盘管理插件部署到kubernetes节点，即网络设备上，就可以使用新的磁盘类型对应的磁盘了。
下面结合附图，详细给出处理一个pod请求的过程。
参见图2，图2为本申请实施例中处理pod请求的流程示意图。具体步骤为：
步骤201，安装有master组件的网络设备，接收到用户端发起的pod请求时，将所述pod请求存储到etcd中。
本步骤中通过master组件中的K8S APIserver接收用户端发送的pod请求，并将所述pod请求存储到etcd中。
在具体实现时，K8S APIserver在将pod请求存储到etcd中之前，还会先进行转换处理，具体如：校验、确定需要资源的大小，以及所使用的磁盘类型等。
步骤202，该网络设备监听到etcd中新存入的pod请求时，获取各个节点的磁盘资源使用情况，根据所述pod请求对应的磁盘类型和空间大小为该pod请求选择一个网络设备；并将调度信息写入etcd中。
该网设备通过master组件中的scheduler监听etcd，监听到pod请求时，根据pod请求需要的资源的大小，以及磁盘类型，为该pod请求选择网络设备；并将调度信息写入etcd中，这里的调度信息包括：选择的节点的标识，以及使用的磁盘类型。
本申请实施例中，根据pod请求需要的资源的大小，以及磁盘类型，为该pod请求选择网络设备时，可选的网络设备可能会有多个，这就需要预先配置一种规则，来在可选的多个网络设备中选择一个网络设备。
这里的规则可以不进行限制，如，按照负载均衡原则选择，如按照网络设备的编号的大小来选择等。
步骤203，磁盘所在网络设备通过kubelet监听etcd中的调度信息；当监听到本网络设备的标识对应的调度信息时，获取所述pod请求，并运行所述pod请求对应的pod。
基于同样的发明构思，本申请实施例中还提供一种容器集群磁盘管理装置，应用于一网络设备上，参见图3，图3为本申请实施例中应用于上述装置的结构示意图。该装置包括：磁盘管理插件301和kubelet单元302；
磁盘管理插件301，用于获取磁盘信息，并将磁盘信息发送给kubelet单元；当kubelet单元302调用磁盘的可用选项信息时，获取磁盘的可用选项信息，并反馈给kubelet单元；当kubelet单元302调用本插件进行磁盘初始化时，对pod对应的磁盘初始化；接收到kubelet单元发送的释放资源的指令时，释放使用的磁盘资源；
kubelet单元302，用于注册磁盘管理插件301发送的磁盘信息；向磁盘管理插件调用磁盘的可用选项信息；当确定创建有存储资源的pod时，调用磁盘管理插件对所述pod对应的磁盘初始化；将初始化完成的磁盘目录挂载到所述pod对应的目录下，并运行所述pod；当所述pod运行结束时，调用磁盘管理插件释放使用的磁盘资源。
较佳地，
磁盘管理插件301，进一步用于当新增磁盘时，确定是否已安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，如果是，使用对应的磁盘管理插件管理；否则，安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，并使用新安装的磁盘管理插件管理所述磁盘。
较佳地，
kubelet单元302，具体用户注册磁盘的信息时，将所述磁盘信息发送给master组件中的K8S APIserver，并使K8S APIserver写入到etcd中。
较佳地，该装置进一步包括：K8S APIserver单元303和scheduler单元304；
K8S APIserver单元303，用于接收到用户端发起的pod请求时，将所述pod请求存储到etcd中；
scheduler单元304，用于监听到etcd中新存入的pod请求时，获取各个节点的磁盘资源使用情况，根据所述pod请求对应的磁盘类型和空间大小为该pod请求选择一个网络设备；并将调度信息写入etcd中；其中，所述调度信息包括：选择的节点的标识，以及使用的磁盘类型；
kubelet单元302，用于监听etcd中的调度信息；当监听到本网络设备的标识对应的调度信息时，获取所述pod请求，并运行所述pod请求对应的pod。
较佳地，
scheduler单元304，具体用于根据所述pod请求对应的磁盘类型和空间大小为该pod请求选择一个网络设备时，若满足磁盘类型和空间大小的网络设备存在多个时，按照预设规则选择其中一个作为选择的网络设备。
上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
此外，本申请实施例中还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上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所述容器集群磁盘管理方法的步骤。
另外，本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现所述容器集群磁盘管理方法的步骤。
综上所述，本申请通过对不同磁盘的存储抽象为统一的磁盘管理接口，对磁盘资源进行注册、管理，降低了应用程序与磁盘资源的耦合度，易于扩展，能够提高磁盘管理的效率。
本申请实施例中提供的磁盘管理方法更简单，对于服务来说，没有侵入性，无需关心存储系统的细节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种容器集群磁盘管理方法，应用于一网络设备上，其特征在于，该方法包括：
通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息；
通过kubelet调用磁盘管理插件获取磁盘的可用选项信息；
当确定kubelet创建有存储资源的pod时，调用磁盘管理插件对所述pod对应的磁盘初始化；
通过kubelet将初始化完成的磁盘目录挂载到所述pod对应的目录下，并运行所述pod；
当所述pod运行结束时，通过kubelet调用磁盘管理插件释放使用的磁盘资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当新增磁盘时，确定是否已安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，如果是，使用对应的磁盘管理插件管理；否则，安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，并使用新安装的磁盘管理插件管理所述磁盘。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过磁盘管理插件调用kubelet注册磁盘信息，包括：
通过磁盘管理插件获取磁盘信息，并发送给kubelet；
通过kubelet将所述磁盘信息发送给master组件中的K8S APIserver，并使K8SAPIserver写入到etcd中。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
所述网络设备安装有master组件，接收到用户端发起的pod请求时，将所述pod请求存储到etcd中；
监听到etcd中新存入的pod请求时，获取各个节点的磁盘资源使用情况，根据所述pod请求对应的磁盘类型和空间大小为该pod请求选择一个网络设备；并将调度信息写入etcd中；其中，所述调度信息包括：选择的节点的标识，以及使用的磁盘类型；
通过kubelet监听etcd中的调度信息；当监听到本网络设备的标识对应的调度信息时，获取所述pod请求，并运行所述pod请求对应的pod。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述pod请求对应的磁盘类型和空间大小为该pod请求选择一个网络设备时，若满足磁盘类型和空间大小的网络设备存在多个时，按照预设规则选择其中一个作为选择的网络设备。
6.一种容器集群磁盘管理装置，应用于一网络设备上，其特征在于，该装置包括：磁盘管理插件和kubelet单元；
所述磁盘管理插件，用于获取磁盘信息，并将磁盘信息发送给kubelet单元；当所述kubelet单元调用磁盘的可用选项信息时，获取磁盘的可用选项信息，并反馈给kubelet单元；当所述kubelet单元调用本插件进行磁盘初始化时，对pod对应的磁盘初始化；接收到kubelet单元发送的释放资源的指令时，释放使用的磁盘资源；
所述kubelet单元，用于注册所述磁盘管理插件发送的磁盘信息；向磁盘管理插件调用磁盘的可用选项信息；当确定创建有存储资源的pod时，调用磁盘管理插件对所述pod对应的磁盘初始化；将初始化完成的磁盘目录挂载到所述pod对应的目录下，并运行所述pod；当所述pod运行结束时，调用磁盘管理插件释放使用的磁盘资源。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述磁盘管理插件，进一步用于当新增磁盘时，确定是否已安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，如果是，使用对应的磁盘管理插件管理；否则，安装该磁盘的磁盘类型对应的磁盘管理插件，并使用新安装的磁盘管理插件管理所述磁盘。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述kubelet单元，具体用户注册磁盘的信息时，将所述磁盘信息发送给master组件中的K8S APIserver，并使K8S APIserver写入到etcd中。
9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：K8SAPIserver单元和scheduler单元；
所述K8S APIserver单元，用于接收到用户端发起的pod请求时，将所述pod请求存储到etcd中；
所述scheduler单元，用于监听到etcd中新存入的pod请求时，获取各个节点的磁盘资源使用情况，根据所述pod请求对应的磁盘类型和空间大小为该pod请求选择一个网络设备；并将调度信息写入etcd中；其中，所述调度信息包括：选择的节点的标识，以及使用的磁盘类型；
所述kubelet单元，用于监听etcd中的调度信息；当监听到本网络设备的标识对应的调度信息时，获取所述pod请求，并运行所述pod请求对应的pod。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述scheduler单元，具体用于根据所述pod请求对应的磁盘类型和空间大小为该pod请求选择一个网络设备时，若满足磁盘类型和空间大小的网络设备存在多个时，按照预设规则选择其中一个作为选择的网络设备。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上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如权利要求1-5任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的方法。
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