CN115016893A - 一种基于Kubernetes的区块链部署方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例公开了一种基于Kubernetes的区块链部署方法和装置，其中方法，在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数；初始化资源配置参数期望值并加载至Operator程序；当控制器管理进程监听到资源配置参数期望值变化时，检查资源配置参数期望值与区块链节点实际配置参数一致性；当资源配置参数期望值与区块链节点实际配置参数不一致时，根据资源配置参数期望值创建或更新区块连节点相应资源后，更新资源配置状态参数。本发明通过在Kubernetes运行Operator程序，有效提高了Kubernetes环境部署区块链的效率，降低了运维负担和学习成本。
Description
技术领域
本说明书涉及计算机软件技术领域，尤其涉及一种基于Kubernetes的区块链部署方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
区块链部署前，需要准备多个共识节点。由于每个共识节点部署在物理设备商，因此，需要根据各自节点的配置文件要求来提供运行本共识节点的计算、存储和网络资源。在Kubernetes环境下，部署区块链及其共识节点，需要生成的配置文件较为复杂，例如对应的ConfigMap、Pod、PersistentVolume、Service等资源文件，这种方式存在如下问题：一是用户需配置的资源文件过多，不利于配置，学习曲线陡峭；二是当误删了一个节点的资源后，如ConfigMap资源，该节点会发生错误，无法自愈，可能导致整条链无法工作。因此，如何能够有效提高在Kubernetes环境中部署区块链的效率，降低用户的运维负担和学习成本，是需要解决的技术问题。
发明内容
本说明书实施例的目的是针对上述问题，提供一种基于Kubernetes的区块链部署方法、装置、电子设备和存储介质。
为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：
第一方面，提出了一种基于Kubernetes的区块链部署方法，在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数；
初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化；
当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性；
当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数不一致时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源。
第二方面，提出了一种基于Kubernetes的区块链部署装置，在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
资源参数定义模块，用于由所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数；
资源配置参数初始化模块，用于初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化；
一致性检查模块，当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性；
节点资源管理模块，当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数不一致时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源。
第三方面，提出了一种电子设备，包括：处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行第一方面所述的方法。
第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行第一方面所述的方法。
本说明书可以达到至少以下技术效果：
本发明通过在Kubernetes运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，特别是通过Operator程序的用户资源自定义单元进行资源配置期望值的自定义，以及通过控制器管理进程进行实时监听，有效提高了在Kubernetes环境中部署区块链的效率，降低了用户的运维负担和学习成本。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书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说明书中记载的一些实施例，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他的附图。
图1为本说明书实施例提供的基于Kubernetes的区块链部署方法示意图之一。
图2为本说明书实施例提供的基于Kubernetes的区块链部署方法示意图之二。
图3为本说明书实施例提供的基于Kubernetes的区块链部署方法示意图之三。
图4为本说明书实施例提供的基于Kubernetes的区块链部署装置示意图之一。
图5为本说明书实施例提供的基于Kubernetes的区块链部署装置示意图之二。
图6为本说明书的一个实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
下面通过具体的实例对本说明书所涉及的一种基于Kubernetes的区块链部署的方案进行详述。
关键术语
Kubernetes：简称K8s，是用8代替名字中间的8个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效(powerful),Kubernetes提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。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，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于可移植性。新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在build或release的阶段，为应用创建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构，这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”，这更便于监控和管理。
Kubernetes用户资源自定义：Kubernetes中一切都可视为资源，它提供了很多默认资源类型，如Pod、Deployment、Service、Volume等一系列资源，能够满足大多数日常系统部署和管理的需求。但是，在一些特殊的需求场景下，这些现有资源类型就满足不了，那么这些就可以抽象为Kubernetes的自定义资源，在Kubernetes1.7之后增加了对用户资源自定义的二次开发能力来扩展Kubernetes API，通过CRD可以向Kubernetes API中增加新资源类型，而不需要修改Kubernetes源码或创建自定义的API server，该功能大大提高了Kubernetes的扩展能力。
实施例一
参照图1所示，为本发明实施例的基于Kubernetes的区块链部署方法业务流程示意图。如图1所示，在每个Kubernetes中运行一个区块链节点的Operator程序，负责该Kubernetes集群下所有区块链节点的生命周期管理，包括创建节点、修改与更新节点配置、删除节点等功能。从功能上，Operator程序由两部分组成，分别是Kubernetes用户资源自定义单元和控制器管理进程。Kubernetes用户资源自定义单元通过采用声明式定义资源配置参数来扩展Kubernetes API，启用实时监听控制循环机制，保证资源配置期望状态与区块链节点的实际状态具备一致性，实现在Kubernetes集群中快速高效部署并管理区块链节点。如图2所示，是本发明实施例中一种基于Kubernetes的区块链部署方法示意图。具体地，在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
步骤101：所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数。
可选地，所述资源配置参数的业务参数至少包括网络地址、共识类型、存储大小、计算资源和运行状态。一个实施例，以YAML语言进行描述的所述资源配置参数如下。可以看出，用户资源自定义的类型kind为ChainNode，即区块链节点类型；Spec字段下描述了运行一个区块链共识节点所需要的业务参数字段，包括区块链节点的共识类型配置consensusType为采用拜占庭容错BFT，存储大小storageSize、网络地址及其端口号service、计算资源需求值和上限值以及运行时的期望状态desiredState为"Running"等内容，这些字段简洁明了，用户不需要直接创建Kubernetes集群中的各自资源，而是以此声明式的定义给出业务参数期望值。
步骤102：初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化。
步骤103：当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性。
可选地，当所述控制器管理进程未监听到所述资源配置参数期望值变化时保持监听状态。控制器管理进程运行起来后，会实时关注集群中ChainNode资源类型的变化事件，并且根据用户期望值即Spec下的业务参数字段期望值，与区块链节点的实际状态进行一致性检查，进而通过一系类操作，将区块链节点与用户期望状态保持一致。
步骤104：当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数不一致时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源后，更新所述资源配置的状态参数。
如图3所示，在另一个实施例提供的一种基于Kubernetes的区块链部署方法，还包括：
步骤105：根据所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置状态一致性，更新所述资源配置的状态参数。
可选地，更新所述资源配置的状态参数至少包括记录当前所述区块链节点资源是否已与所述资源配置参数期望值一致。
具体地，当初始化的区块链节点资源配置参数部署至到Kubernetes集群后，控制器管理进程会收到ChainNode类型实例化my-node资源配置参数的创建事件，并将对应的具体资源调入调谐函数进行运行；在调谐函数中，通过对my-node配置参数期望值与实际状态进行比较，创建或更新对应的各种子资源例如：ConfigMap、Pod、PersistentVolume、Service等，同时，根据创建或更新结果更新my-node的Status字段下的状态；当my-node资源的有任何事件变动时，再次进入调谐函数，执行上步操作，以此往复。
实施例二
图4为本说明书的一个实施例提供的一种基于Kubernetes的区块链部署装置400的结构示意图。请参考图4，在一种实施方式中基于Kubernetes的区块链部署装置，在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
资源参数定义模块401，用于由所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数；
资源配置参数初始化模块402，用于初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化；
一致性检查模块403，当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性；
节点资源管理模块404，当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数不一致时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源后，更新所述资源配置的状态参数。
如图5所示，在另一个实施例提供的一种基于Kubernetes的区块链部署装置400，还包括：
状态参数更新模块405，用于根据所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置状态一致性，更新所述资源配置的状态参数。
应理解，本说明书实施例的基于Kubernetes的区块链部署装置还可执行图1至图3中基于Kubernetes的区块链部署装置(或设备)执行的方法，并实现基于Kubernetes的区块链部署装置(或设备)在图1至图3所示实例的功能，在此不再赘述。
实施例三
图6是本说明书的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图6，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成共享资源访问控制装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数；
初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化；
当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性；
当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源后，更新所述资源配置的状态参数。
上述如本说明书图1至图3所示实施例揭示的一种基于GitOps的区块链系统持续交付方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本说明书实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
当然，除了软件实现方式之外，本说明书实施例的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
实施例四
本说明书实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图1至图5所示实施例的方法，并具体用于执行以下方法：
在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数；
初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化；
当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性；
当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源后，更新所述资源配置的状态参数。
总之，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
Claims (12)
1.一种基于Kubernetes的区块链部署方法，其特征在于，在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数；
初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化；
当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性；
当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数不一致时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源配置参数的业务参数至少包括网络地址、共识类型、存储大小、计算资源和运行状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括当所述控制器管理进程未监听到所述资源配置参数期望值变化时保持监听状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括根据所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置状态一致性，更新所述资源配置的状态参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更新所述资源配置的状态参数至少包括记录当前所述区块链节点资源是否已与所述资源配置参数期望值一致。
6.一种基于Kubernetes的区块链部署装置，其特征在于，在Kubernetes中运行用于对区块链节点进行全生命周期管理的Operator程序，所述Operator程序包括用户资源自定义单元和控制器管理进程；包括：
资源参数定义模块，用于由所述用户资源自定义单元以声明方式定义用于管理区块链节点的资源配置参数，所述资源配置参数至少包括所述区块链节点的业务参数和状态参数；
资源配置参数初始化模块，用于初始化所述区块链节点类型的所述资源配置参数期望值并加载至所述Operator程序，以使所述控制器管理进程实时监听所述资源配置参数期望值变化；
一致性检查模块，当所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值变化时，检查所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数一致性；
节点资源管理模块，当所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置参数不一致时，根据所述资源配置参数期望值创建或更新所述区块连节点相应资源。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述资源配置参数的业务参数至少包括网络地址、共识类型、存储大小、计算资源和运行状态。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括当所述控制器管理进程未监听到所述资源配置参数期望值变化时保持监听状态。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括状态参数更新模块，用于根据所述控制器管理进程监听到所述资源配置参数期望值与所述区块链节点实际配置状态一致性，更新所述资源配置的状态参数。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，更新所述资源配置的状态参数至少包括记录当前所述区块链节点资源是否已与所述资源配置参数期望值一致。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行权利要求1至5任一项所述的方法。
12.一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存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行权利要求1至5任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210623058.6A CN115016893A (zh) | 2022-06-01 | 2022-06-01 | 一种基于Kubernetes的区块链部署方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210623058.6A CN115016893A (zh) | 2022-06-01 | 2022-06-01 | 一种基于Kubernetes的区块链部署方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN115016893A true CN115016893A (zh) | 2022-09-06 |
Family
ID=83072513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210623058.6A Pending CN115016893A (zh) | 2022-06-01 | 2022-06-01 | 一种基于Kubernetes的区块链部署方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115016893A (zh) |
-
2022
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