CN114138464B - 基于容器的端口分配方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于容器的端口分配方法及系统，属于计算机软件应用技术领域，本发明要解决的技术问题为如何避免容器端口冲突，提高容器资源池的管理效率、管理性能及可靠性，采用的技术方案为：该方法具体如下：定义数据元素；容器业务分类：按照适合企业业务的规则进行容器类别划分；机器端口资源划分：针对每一个容器创建的需求，采用自动化方式为容器分配一个端口用于创建；端口分配服务：使用持久化技术管理服务器的端口资源的使用情况、容器端口分配关系以及新增容器的端口分配，服务并记录服务器资源划分情况。
Description
技术领域
本发明涉及计算机软件应用领域，具体地说是一种基于容器的端口分配方法及系统。
背景技术
在当前科学技术迅猛发展的情势下，人们的工作和生活都与各种各样的电子产品密不可分，以电子产品为载体的软件服务也成了科技发展的重要领域，如何使用更低的成本更高的效率搭建更稳定更高效的软件服务，提供更好的用户体验是所有互联网公司一直研究的方向。
容器技术能有效的将单个操作系统的资源划分到孤立的组中，以便更好的在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。
近几年来，docker容器技术得到了互联网公司的广泛应用，它提供了分布式应用的开放平台，秒级隔离应用环境，利用联合文件系统的优势，自下至上打包系统软件、系统环境以及软件程序，将运行环境与应用程序灵活的结合，快速运行docker化的服务，从而可以便捷的构建、迁移与运行分布式应用。
故如何避免容器端口冲突，提高容器资源池的管理效率、管理性能及可靠性是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种基于容器的端口分配方法及系统，来解决如何避免容器端口冲突，提高容器资源池的管理效率、管理性能及可靠性的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种基于容器的端口分配方法，该方法具体如下：
定义数据元素；
容器业务分类：按照适合企业业务的规则进行容器类别划分；
机器端口资源划分：针对每一个容器创建的需求，采用自动化方式为容器分配一个端口用于创建；
端口分配服务：使用持久化技术管理服务器的端口资源的使用情况、容器端口分配关系以及新增容器的端口分配，服务并记录服务器资源划分情况。
作为优选,定义数据元素具体如下：
①、F表示需禁用的端口列表；具体是指将常用的敏感端口或容易被黑客利用攻击的端口纳入禁用端口列表F中，列表F中的端口禁止开放给容器服务，提供服务器的安全可靠性；
②、D表示服务类别和该服务类别待分配的最小端口号字典；具体是指将每个服务类别中待分配的最小端口号存入D中，每次端口发生变更进行更新，需要分配新端口时，直接读取D即可；
③、M表示服务类别和该服务类别最大的端口号的字典；具体是指每个服务类别中最大的端口号代表该类别端口号段的最大上限，避免端口分配出现列表混乱、端口冲突等问题，该数据存入M中；
④、B表示服务与端口对应关系字典；具体是指每个曾分配过端口的服务与端口的对应关系，存入B中，通过B的数据对服务器上使用容器部署的服务有个全面的统计和记录，为容器服务的管理提供更多便利。
更优地，容器业务分类具体如下：
统计目前阶段业务层面需要使用容器提供的服务范围，将已有的容器池或者计划使用的容器业务纳入规范范围；
按照适合的规则进行分类，具体如下：
以镜像类型分类：A类容器组都是以镜像01为基础生成；B类容器组都是以镜像02为基础生成的；
或者，
以容器提供的业务的不同进行分类：A类容器组为平台01提供服务支持；B类容器组为平台02提供服务支持。
更优地，机器端口资源划分具体如下：
设A类容器达到的数量为n，B类容器达到的数量为m，数量n和数量m中包含为提高容错率冗余的端口数量；
设服务器端口资源从x开始分配，为A类容器划定的端口范围为[x+1,x+n]；为B类容器服务划定的端口范围为[x+n+1,x+n+m]；
由此得出：
D(A)＝x+1；
M(A)＝x+n；
D(B)＝x+n+1；
M(B)＝x+n+m。
更优地，机器端口资源划分过程中出现新的服务类型时，具体如下：
当新服务S的类别N的不在预先设定的D中，针对新产生的类别，为该类别N分配新的端口范围为：其中，m为端口号段数量，根据类型自行确定；
由此得出：
D(N)＝n；
M(N)＝n+m；
根据计算结果更新D和M。
更优地，端口分配服务具体如下：
当有新服务S需要请求分配端口进行容器部署时，其类别为T，情况如下：
①、若T在D中，则为服务S分配端口D(T)；
②、若T不在D中，则为新服务分配端口。
更优地，新服务分配端口具体如下：
为新服务S的类别T分配新的端口号段，得出：B(S)＝D(T)；
为新服务S分配好端口后，需要更新D、M相关数据，具体更新方式为：
为空闲最小端口号：
若n≤M(T),则D(T)＝n,更新完成；
若否，则说明为类别T的分配的端口号段资源已用完，具体如下：
为类别T重新分配端口范围：
其中，m为端口号段数量，根据类型自行确定；
则有(T)＝n，M(T)＝n+m，更新完成；
将容器新建指令发送给容器管理服务进行容器的创建操作，实现容器创建的自动化管理过程。
一种基于容器的端口分配系统，该系统包括，
定义模块，用于定义数据元素；
分类模块，用于按照适合企业业务的规则进行容器类别划分；
划分模块，用于机器端口资源划分，即针对每一个容器创建的需求，采用自动化方式为容器分配一个端口用于创建；
分配模块，用于端口分配服务，即使用持久化技术管理服务器的端口资源的使用情况、容器端口分配关系以及新增容器的端口分配，服务并记录服务器资源划分情况。
一种电子设备，包括：存储器和至少一个处理器；
其中，所述存储器上存储有计算机程序；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，使得所述至少一个处理器执行如上述的基于容器的端口分配方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上述的基于容器的端口分配方法。
本发明的基于容器的端口分配方法及系统具有以下优点：
(一)本发明将服务器的端口资源与容器端口使用持久化技术管理，提高容器资源池的管理效率、管理性能和可靠性。；
(二)在容器使用过程中，针对每个容器创建需求，使用本发明使得容器端口获取更加快速便捷，且规避容器端口冲突问题，并通过持久化技术管理容器与端口的关系，使得低服务器上的端口资源使用更加高效，以及在容器池容器数量增多的情况下，通过容器端口的分配策略以及持久化数据，提高容器资源池的管理效率、管理性能和可靠性；
(三)在企业需要使用docker服务搭建多个容器服务时，使用本发明可以构建一套容器需求接收、容器端口分配、容器管理的自动化容器管理系统，将服务器的端口资源纳入管理，并根据业务情况对端口资源进行划分和对容器自动分配，使服务器资源使用更加合理，一定程度上提高了容器服务管理的能力；
(四)本发明将服务器端口资源划分纳入管理，使得服务器端口资源分配更加有效，从而提高服务器端口资源的使用效率和服务器端口管理的效率；
(五)本发明使用容器端口分配方法为容器自动分配端口，使得容器管理过程在使用端口这一方面自动化程度得到提高，整个容器管理过程效率得到提升；
(六)本发明基于对容器池里的容器按类别进行分组这一抽象概念，结合容器与端口的持久化数据，使得运行维护人员对服务器容器池的容器资源情况掌握的更加全面；
(七)本发明可以根据服务器端口资源使用情况自动为其分配一个可用端口，提高容器管理自动化程度；
(八)本发明将容器池的容器进行抽象分类后分配端口，服务器资源分配更加条理清晰，提高资源使用效率；
(九)本发明将容器和使用端口等数据进行持久化管理，基于这些持久化数据，能够为容器销毁、修改等操作的自动化管理提供一种可能性。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为端口分配服务的流程框图；
附图2为容器业务分类的示意图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的基于容器的端口分配方法及系统作以下详细地说明。
实施例1：
本发明的基于容器的端口分配方法，该方法具体如下：
S1、定义数据元素；
S2、容器业务分类：容器端口的分配需要遵循一定的规则，为了匹配这个规则，使容器管理更加规律，需要对容器提供的业务进行分类，按照适合企业业务的规则进行容器类别划分；
S3、机器端口资源划分：针对每一个容器创建的需求，采用自动化方式为容器分配一个端口用于创建，以此提高容器的效率；
S4、端口分配服务：使用持久化技术管理服务器的端口资源的使用情况、容器端口分配关系以及新增容器的端口分配，服务并记录服务器资源划分情况。
本实施例中步骤S1的定义数据元素具体如下：
①、F表示需禁用的端口列表；具体是指将常用的敏感端口或容易被黑客利用攻击的端口纳入禁用端口列表F中，列表F中的端口禁止开放给容器服务，提供服务器的安全可靠性；
②、D表示服务类别和该服务类别待分配的最小端口号字典；具体是指将每个服务类别中待分配的最小端口号存入D中，每次端口发生变更进行更新，需要分配新端口时，直接读取D即可；
③、M表示服务类别和该服务类别最大的端口号的字典；具体是指每个服务类别中最大的端口号代表该类别端口号段的最大上限，避免端口分配出现列表混乱、端口冲突等问题，该数据存入M中；
④、B表示服务与端口对应关系字典；具体是指每个曾分配过端口的服务与端口的对应关系，存入B中，通过B的数据对服务器上使用容器部署的服务有个全面的统计和记录，为容器服务的管理提供更多便利。
如下表所示：
| 名称 | 说明 |
| F | 需禁用的端口列表 |
| D | 服务类别和该类别待分配的最小端口号字典 |
| M | 服务类别和该类别最大的端口号的字典 |
| B | 服务与端口对应关系字典 |
本实施例中步骤S2的容器业务分类具体如下：
S201、统计目前阶段业务层面需要使用容器提供的服务范围，将已有的容器池或者计划使用的容器业务纳入规范范围；
S202、按照适合的规则进行分类，具体如下：
①、以镜像类型分类：A类容器组都是以镜像01为基础生成；B类容器组都是以镜像02为基础生成的；
②、以容器提供的业务的不同进行分类：A类容器组为平台01提供服务支持；B类容器组为平台02提供服务支持。
按照适合企业业务的规则进行容器类别划分，如附图2所示，有助于清晰的定位到需要管理的容器，结合端口分配方法也能提高服务器资源使用率。
本实施例中步骤S3的机器端口资源划分具体如下：
以A、B两组容器为例，估计业务需求上可能到达的最大数量，以为端口分配提供足够的阈值范围，避免后期容器数量过多，出现可分配端口资源不够的情况，因此适当提高端口的上限，可以提高端口自动分配服务的容错率。
S301-1、设A类容器达到的数量为n，B类容器达到的数量为m，数量n和数量m中包含为提高容错率冗余的端口数量；
S301-2、设服务器端口资源从x开始分配，为A类容器划定的端口范围为[x+1,x+n]；为B类容器服务划定的端口范围为[x+n+1,x+n+m]；
由此得出：
D(A)＝x+1；
M(A)＝x+n；
D(B)＝x+n+1；
M(B)＝x+n+m。
本实施例中步骤S3的机器端口资源划分过程中出现新的服务类型时，具体如下：
S302-1、当新服务S的类别N的不在预先设定的D中，针对新产生的类别，为该类别N分配新的端口范围为：其中，m为端口号段数量，根据类型自行确定；
由此得出：
D(N)＝n；
M(N)＝n+m；
S302-2、根据计算结果更新D和M。
如附图1所示，本实施例中步骤S4的端口分配服务具体如下：
当有新服务S需要请求分配端口进行容器部署时，其类别为T，情况如下：
①、若T在D中，则为服务S分配端口D(T)；
②、若T不在D中，则为新服务分配端口。
本实施例中的新服务分配端口具体如下：
S401、为新服务S的类别T分配新的端口号段，得出：B(S)＝D(T)；
S402、为新服务S分配好端口后，需要更新D、M相关数据，具体更新方式为：为空闲最小端口号：
若n≤M(T),则D(T)＝n,更新完成；
若否，则说明为类别T的分配的端口号段资源已用完，具体如下：
S403、为类别T重新分配端口范围：其中，m为端口号段数量，根据类型自行确定；
则有(T)＝n，M(T)＝n+m，更新完成；
S404、将容器新建指令发送给容器管理服务进行容器的创建操作，实现容器创建的自动化管理过程。
实施例2：
本发明的基于容器的端口分配系统，该系统包括，
定义模块，用于定义数据元素；
分类模块，用于按照适合企业业务的规则进行容器类别划分，
划分模块，用于机器端口资源划分，即针对每一个容器创建的需求，采用自动化方式为容器分配一个端口用于创建；
分配模块，用于端口分配服务，即使用持久化技术管理服务器的端口资源的使用情况、容器端口分配关系以及新增容器的端口分配，服务并记录服务器资源划分情况。
实施例3：
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和一个处理器；
其中，所述存储器存储计算机执行指令；
一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得一个处理器执行本发明任一实施例中的基于容器的端口分配方法。
实施例4：
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，指令由处理器加载，使处理器执行本发明任一实施例中的基于容器的端口分配方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RYM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种基于容器的端口分配方法，其特征在于，该方法具体如下：
定义数据元素；具体如下：
①、F表示需禁用的端口列表；具体是指将常用的敏感端口或容易被黑客利用攻击的端口纳入禁用端口列表F中，列表F中的端口禁止开放给容器服务；
②、D表示服务类别和该服务类别待分配的最小端口号字典；具体是指将每个服务类别中待分配的最小端口号存入D中，每次端口发生变更进行更新，需要分配新端口时，直接读取D即可；
③、M表示服务类别和该服务类别最大的端口号的字典；具体是指每个服务类别中最大的端口号代表该类别端口号段的最大上限，该数据存入M中；
④、B表示服务与端口对应关系字典；具体是指每个曾分配过端口的服务与端口的对应关系，存入B中，通过B的数据对服务器上使用容器部署的服务有个全面的统计和记录；
容器业务分类：按照适合企业业务的规则进行容器类别划分； 具体如下：
统计目前阶段业务层面需要使用容器提供的服务范围，将已有的容器池或者计划使用的容器业务纳入规范范围；
按照适合的规则进行分类，具体如下：
以镜像类型分类：A类容器组都是以镜像01为基础生成；B类容器组都是以镜像02为基础生成的；
或者，
以容器提供的业务的不同进行分类：A类容器组为平台01提供服务支持；B类容器组为平台02提供服务支持；
机器端口资源划分：针对每一个容器创建的需求，采用自动化方式为容器分配一个端口用于创建；具体如下：
设A类容器达到的数量为n，B类容器达到的数量为m，数量n和数量m中包含为提高容错率冗余的端口数量；
设服务器端口资源从x开始分配，为A类容器划定的端口范围为[x+1,x+n]；为B类容器服务划定的端口范围为[x+n+1,x+n+m]；
由此得出：
D(A)=x+1；
M(A)=x+n；
D(B)=x+n+1；
M(B)=x+n+m；
机器端口资源划分过程中出现新的服务类型时，具体如下：
当新服务S的类别N的不在预先设定的D中，针对新产生的类别，为该类别N分配新的端口范围为：n=min{x|x>max(M.value())∩x∉F}；其中，m为端口号段数量，根据类型自行确定；
由此得出：
D（N）=n；
M（N）=n+m；
根据计算结果更新D和M；
端口分配服务：使用持久化技术管理服务器的端口资源的使用情况、容器端口分配关系以及新增容器的端口分配，服务并记录服务器资源划分情况；具体如下：
当有新服务S需要请求分配端口进行容器部署时，其类别为T，情况如下：
①、若T在D中，则为服务S分配端口D(T)；
②、若T不在D中，则为新服务分配端口；
新服务分配端口具体如下：
为新服务S的类别T分配新的端口号段，得出：B(S)= D(T)；
为新服务S分配好端口后，需要更新D、M相关数据，具体更新方式为：
n=min{x|x> D(T)∩x∉F}为空闲最小端口号：
若n≤M(T),则D(T)=n,更新完成；
若否，则说明为类别T的分配的端口号段资源已用完，具体如下：
为类别T重新分配端口范围：
n=min{x|x>max(M.value())∩x∉F}；其中，m为端口号段数量，根据类型自行确定；
则有(T)=n，M（T）=n+m，更新完成；
将容器新建指令发送给容器管理服务进行容器的创建操作，实现容器创建的自动化管理过程。
2.一种基于容器的端口分配系统，其特征在于，该系统用于实现权利要求1所述的基于容器的端口分配方法；该系统包括，
定义模块，用于定义数据元素；
分类模块，用于按照适合企业业务的规则进行容器类别划分；
划分模块，用于机器端口资源划分，即针对每一个容器创建的需求，采用自动化方式为容器分配一个端口用于创建；
分配模块，用于端口分配服务，即使用持久化技术管理服务器的端口资源的使用情况、容器端口分配关系以及新增容器的端口分配，服务并记录服务器资源划分情况。
3.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和至少一个处理器；
其中，所述存储器上存储有计算机程序；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1所述的基于容器的端口分配方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如权利要求1所述的基于容器的端口分配方法。
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