CN113239118A - 一种区块链实训系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种区块链实训系统和方法，系统包括：区块链平台，用于响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；Kubernetes集群，用于通过主节点的接口服务确定Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据实验容器创建请求在主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过调度器在分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；kubectl客户端，用于通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给用户，使得用户在创建好的实验容器进行区块链实验，改善了现有的实训平台，存在构建和使用操作复杂，成本高的技术问题。

Description

一种区块链实训系统和方法

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，尤其涉及一种区块链实训系统和方法。

背景技术

随着区块链技术的发展，区块链技术主要运用在金融领域、公共服务领域、数字版权领域及保险领域，从实践进展来看，区块链技术在大部分应用中仍在构想和测试之中，距离在生活、生产中的运用还有很长的路。因此，提供一种区块链实训平台，可以改善教育行业学习区块链技术的难题及低成本地应用区块链技术。

现有技术通过VM虚拟机结合人工智能平台构建AI人工智能实训平台，VM虚拟机是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统，通过虚拟化硬件来隔离成多个独立环境。VM虚拟机运行消耗硬件自身资源，构建和使用操作复杂，人工成本、管理成本和资源购买成本极高。

发明内容

本申请提供了一种区块链实训系统和方法，用于改善现有的实训平台，存在构建和使用操作复杂，成本高的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种区块链实训方法，包括：

区块链平台，用于响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；

所述Kubernetes集群，用于通过主节点的接口服务确定所述Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据所述实验容器创建请求在所述主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过所述调度器在所述分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；

所述kubectl客户端，用于通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

可选的，所述区块链平台还用于：

在所述用户使用完实验容器后，通过所述kubectl客户端发送实验容器销毁请求给所述Kubernetes集群，使得所述Kubernetes集群销毁该实验容器，释放资源。

可选的，所述实验容器创建请求中携带有实验容器的标识，所述kubectl客户端具体用于：

根据实验容器的标识，通过接口服务查询该实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

可选的，所述区块链平台具体用于：

响应于用户的区块链实训请求，发送实验容器创建请求至kubectl客户端，使得所述kubectl客户端在判断到所述实验容器创建请求可信时，将所述实验容器创建请求发送至所述Kubernetes集群。

本申请第二方面提供了一种区块链实训方法，应用于第一方面任一种所述的区块链实训系统，包括：

区块链平台响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；

所述Kubernetes集群通过主节点的接口服务确定所述Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据所述实验容器创建请求在所述主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过所述调度器在所述分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；

所述kubectl客户端通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

可选的，所述方法还包括：

所述区块链平台在所述用户使用完实验容器后，通过所述kubectl客户端发送实验容器销毁请求给所述Kubernetes集群，使得所述Kubernetes集群销毁该实验容器，释放资源。

可选的，所述实验容器创建请求中携带有实验容器的标识，

所述kubectl客户端通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验，包括：

根据实验容器的标识，通过接口服务查询该实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

可选的，所述区块链平台响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求，包括：

区块链平台响应于用户的区块链实训请求，发送实验容器创建请求至kubectl客户端，使得所述kubectl客户端在判断到所述实验容器创建请求可信时，将所述实验容器创建请求发送至所述Kubernetes集群。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请提供了一种区块链实训系统，包括：区块链平台，用于响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；Kubernetes集群，用于通过主节点的接口服务确定Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据实验容器创建请求在主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过调度器在分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；kubectl客户端，用于通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给用户，使得用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

本申请中，通过Kubernetes集群提供完整的接口供区块链平台调用，通过kubectl客户端调用接口进行容器的创建、部署、更新和资源调配，简易解决区块链平台和容器的通信，并提供了稳定的容器编排服务和接口，构建和使用操作简单，容器比虚拟机轻量、更透明，这更便于监控和管理，可以充分利用资源，避免铺张浪费，容器占用资源少、部署快，可以降低成本，提高效率，改善了现有的实训平台，存在构建和使用操作复杂，成本高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种区块链实训系统的一个流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种区块链实训方法的一个流程示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种区块链实训系统和方法，用于改善现有的实训平台，存在构建和使用操作复杂，成本高的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例为了改善采用VM虚拟机构建实训平台存在的问题，采用Docker容器，Docker容器是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以以统一的方式打包他们的应用(如区块链技术应用)以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何安装了Docker引擎的服务器上(包括流行的Linux机器、windows机器)。Docker容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。几乎没有性能开销，可以很容易地在机器和数据中心中运行。这是比VM虚拟机更好的方案，但结合到区块链平台相当困难，只能通过插件或脚本来安装。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作。所以还需要进一步优化区块链平台和docker容器通信。

为了改善该问题，本申请实施例提供了一种区块链实训系统。请参阅图1，本申请提供的一种区块链实训系统的一个实施例，包括：

区块链平台，用于响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；

Kubernetes集群，用于通过主节点的接口服务确定Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据实验容器创建请求在主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过调度器在分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；

kubectl客户端，用于通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给用户，使得用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

用户可以通过区块链平台进行区块链实验的创建以进行区块链的练习或开发。用户发起区块链实训请求，区块链平台响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求。

进一步，区块链平台具体用于：

响应于用户的区块链实训请求，发送实验容器创建请求至kubectl客户端，使得kubectl客户端在判断到实验容器创建请求可信时，将实验容器创建请求发送至Kubernetes集群。

kubectl客户端在接收到实验容器创建请求后，判断该请求是否可信，因为同一用户在不同时间点只能创建一个实验容器，kubectl客户端根据实验容器请求判断该用户是否已经创建过实验容器，若没有，则判断该用户的实验容器请求可信，向Kubernetes集群转发该实验容器创建请求，否则，判断该用户的实验容器请求不可信，则不转发该请求。kubectl客户端在转发该实验容器创建请求的同时，在数据库中暂存该实验容器创建请求的实验容器标识(例如编号)，供状态查询使用。

Kubernetes集群包括主节点和分节点，主节点包括接口服务(kube-apiserver)和调度器(kube-scheduler)，Kubernetes集群中主节点的接口服务通过资源的判断，确定Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据实验容器创建请求在主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过调度器根据各分节点的资源情况、负载情况等在分节点中选择目标节点进行实验容器创建，还可以初始化目标分节点的实验容器内区块链应用服务，为区块实验做好准备。

进一步，实验容器创建请求中携带有实验容器的标识，kubectl客户端具体用于：根据实验容器的标识，通过接口服务查询该实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给用户，使得用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

kubectl客户端根据实验容器的标识，通过接口服务查询实验容器的状态，实验容器的状态包括未创建状态和创建完成状态，kubectl客户端根据得到的查询结果更新数据库中该实验容器的状态，最后将该实验容器的状态反馈给用户，使得用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

进一步，区块链平台还用于：

在用户使用完实验容器后，通过kubectl客户端发送实验容器销毁请求给Kubernetes集群，使得Kubernetes集群销毁该实验容器，释放资源。

区块链平台在用户完成区块链实验并保存相关数据后，可以通过kubectl客户端发送实验容器销毁请求给Kubernetes集群，使得Kubernetes集群销毁该实验容器，释放资源。

本申请实施例通过Kubernetes集群进行调度，大大地降低了CPU和内存等资源的占用，从而有更多的资源支持平台业务。

进一步，本申请实施例中的区块链实训系统还包括资源管理模块，用于监控系统中的服务器的资源情况以及实验容器占用资源的占比，实时监控服务器资源变化，及时进行资源调控。本申请实施例还可以部署服务器集群，处理并发请求，利用队列处理请求，保证服务稳定正常使用，以及避免端口占用。

本申请实施例在Kubernetes集群创建应用deployment时，设置副本数量为0，确保应用deployment正常创建；在deployment创建完成后，再设置副本数量为1，启动对应pod，完成实验容器的正常启动。

deployment用于指挥Kubernetes集群如何创建和更新应用程序的实例。创建deployment后，Kubernetes集群的主节点将应用程序实例调度到集群中的各个分节点上。创建应用程序实例后，deployment控制器会持续监视这些实例，deployment控制器不直接管理pod对象，而是由deployment管理ReplicaSet，再由ReplicaSet负责管理pod对象。pod是Kubernetes集群中能够创建和部署的最小单元，是Kubernetes集群中的一个应用实例，总是部署在同一个节点上。pod中包含了一个或多个容器，还包括了存储、网络等各个容器共享的资源。pod支持多种容器环境，Docker是最流行的容器环境。

本申请实施例考虑到，调用kube-apiserver创建实验容器，导致部分deployment创建失败。为改善这个问题，采取了设置实验容器副本为0，优先确保deployment创建成功，后通过修改副本数，启动实验容器，保证实验容器正常启动并运行；本申请实施例中的系统可移植性强，区块链平台整合区块链技术在docker镜像，可以快速进行批量部署使用。

本申请实施例中，通过Kubernetes集群提供完整的接口供区块链平台调用，通过kubectl客户端调用接口进行容器的创建、部署、更新和资源调配，简易解决区块链平台和容器的通信，并提供了稳定的容器编排服务和接口，构建和使用操作简单，容器比虚拟机轻量、更透明，这更便于监控和管理，可以充分利用资源，避免铺张浪费，容器占用资源少、部署快，可以降低成本，提高效率，改善了现有的实训平台，存在构建和使用操作复杂，成本高的技术问题。

以上为本申请提供的一种区块链实训系统的一个实施例，以下为本申请提供的一种区块链实训方法的一个实施例。

本申请实施例提供的一种区块链实训方法应用于上述实施例中的区块链实训系统，方法包括：

步骤101、区块链平台响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；

步骤102、Kubernetes集群通过主节点的接口服务确定Kubernetes集群中分节点的资源充足后，将创建实验容器的任务加入到主节点的调度器中，通过调度器在分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；

步骤103、kubectl客户端通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给用户，使得用户在创建好的实验容器进行区块链的练习或开发。

作为进一步地改进，方法还包括：

步骤104、区块链平台在用户使用完实验容器后，通过kubectl客户端发送实验容器销毁请求给Kubernetes集群，使得Kubernetes集群销毁该实验容器，释放资源。

作为进一步地改进，实验容器创建请求中携带有实验容器的标识，步骤101具体包括：

根据实验容器的标识，通过接口服务查询该实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给用户；实验容器的状态包括未创建状态和创建完成状态。

作为进一步地改进，区块链平台响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求，包括：

区块链平台响应于用户的区块链实训请求，发送实验容器创建请求至kubectl客户端，使得kubectl客户端在判断到实验容器创建请求可信时，将实验容器创建请求发送至Kubernetes集群。

本申请实施例中，通过Kubernetes集群提供完整的接口供区块链平台调用，通过kubectl客户端调用接口进行容器的创建、部署、更新和资源调配，简易解决区块链平台和容器的通信，并提供了稳定的容器编排服务和接口，构建和使用操作简单，容器比虚拟机轻量、更透明，这更便于监控和管理，可以充分利用资源，避免铺张浪费，容器占用资源少、部署快，可以降低成本，提高效率，改善了现有的实训平台，存在构建和使用操作复杂，成本高的技术问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种区块链实训系统，其特征在于，包括：

区块链平台，用于响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；

所述Kubernetes集群，用于通过主节点的接口服务确定所述Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据所述实验容器创建请求在所述主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过所述调度器在所述分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；

所述kubectl客户端，用于通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

2.根据权利要求1所述的区块链实训系统，其特征在于，所述区块链平台还用于：

在所述用户使用完实验容器后，通过所述kubectl客户端发送实验容器销毁请求给所述Kubernetes集群，使得所述Kubernetes集群销毁该实验容器，释放资源。

3.根据权利要求1所述的区块链实训系统，其特征在于，所述实验容器创建请求中携带有实验容器的标识，所述kubectl客户端具体用于：

根据实验容器的标识，通过接口服务查询该实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

4.根据权利要求1所述的区块链实训系统，其特征在于，所述区块链平台具体用于：

响应于用户的区块链实训请求，发送实验容器创建请求至kubectl客户端，使得所述kubectl客户端在判断到所述实验容器创建请求可信时，将所述实验容器创建请求发送至所述Kubernetes集群。

5.一种区块链实训方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的区块链实训系统，包括：

区块链平台响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求；

所述Kubernetes集群通过主节点的接口服务确定所述Kubernetes集群中分节点的资源充足后，根据所述实验容器创建请求在所述主节点的调度器中增加实验容器创建任务，通过所述调度器在所述分节点中选择目标分节点进行实验容器创建；

所述kubectl客户端通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

6.根据权利要求5所述的区块链实训方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述区块链平台在所述用户使用完实验容器后，通过所述kubectl客户端发送实验容器销毁请求给所述Kubernetes集群，使得所述Kubernetes集群销毁该实验容器，释放资源。

7.根据权利要求5所述的区块链实训方法，其特征在于，所述实验容器创建请求中携带有实验容器的标识，

所述kubectl客户端通过接口服务查询实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验，包括：

根据实验容器的标识，通过接口服务查询该实验容器的状态，并将得到的查询结果反馈给所述用户，使得所述用户在创建好的实验容器进行区块链实验。

8.根据权利要求5所述的区块链实训方法，其特征在于，所述区块链平台响应于用户的区块链实训请求，通过kubectl客户端向Kubernetes集群发起实验容器创建请求，包括：

区块链平台响应于用户的区块链实训请求，发送实验容器创建请求至kubectl客户端，使得所述kubectl客户端在判断到所述实验容器创建请求可信时，将所述实验容器创建请求发送至所述Kubernetes集群。

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