CN115361359A - 一种基于kubernetes的IP地址管理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及容器化应用技术领域，提供一种基于kubernetes的IP地址管理装置和方法，本发明的装置包括：客户端，用于向IP地址管理系统申请未被使用的IP地址，通过指定应用的地址创建应用；IP地址管理系统，用于从地址池中分配对应数量的未被使用的IP地址给客户端，通过监听应用实例的变化对应用实例的IP地址进行管理。应用系统，用于根据应用副本数量创建对应的应用实例，并在应用实例中添加地址组信息。根据本发明示例性实施例的基于kubernetes的IP地址管理装置和方法，可以实现kubernetes平台下的应用IP地址管理，特别是应用多实例场景下的IP地址管理。

Description

一种基于kubernetes的IP地址管理装置和方法

技术领域

本发明涉及容器化应用技术领域，尤其涉及一种基于kubernetes的IP地址管理装置和方法。

背景技术

随着企业上云，企业数字化转型趋势愈发深入人心，越来越多的企业选择将应用容器化后部署到kubernetes平台上。出于对现有资源复用的考虑，上云是一个持续的过程，在这个过程中客户传统IDC机房中的服务与云上kubernetes平台上容器化的服务共存。容器化后跑在kubernetes容器平台中，应用如何对外提供访问成为一个不得不面对的问题。Kubernetes中目前对于Service(Kubernete概念对应服务，为一组Pod容器的流量入口)提供了NodePort(Service的一种，使用集群宿主机端口对外提供服务)，LoadBalancer和Ingress(Kubernetes的一种概念，用于在7层基于域名和URL做流量转发)这三种对外暴露的访问方式。其中LoadBalancer对底层平台有要求，一般只有大型公有云支持，对于私有云环境支持较差，且只支持4层。NodePort的方式会占用每个节点上的端口，对于集群规模大Service较多的情况如果都用NodePort暴露，本地的65535个端口会很快耗尽，同样也不适用于大量服务对外暴露的情况，NodePort只支持4层。Ingress是Kubernetes社区推荐的一种方案，支持L7(OSI模型第7层，应用层HTTP及HTTPS)负载，支持HTTP/HTTPS，支持对Host(域名)，URL进行匹配，并转发。

在实际使用时，kubernetes中的服务暴露方案可以满足大多数客户的场景，不过当涉及到安全控制时，上述三种方式无法满足客户的需求。典型的如客户将数据库部署在传统IDC机房的高性能机器上，需要通过开通IP白名单的方式来授权云上的服务访问。此时由于kubernetes中容器化的应用每次更新或者异常驱逐后对应的Pod的IP都会发生变化，应用的Pod的IP地址无法固定，这个白名单策略很难实施，尤其对于金融行业的客户是一个很大的难题。

因此，如何提供一种kubernetes平台中应用IP地址管理方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决kubernetes中应用实例的IP地址无法固定的问题，本发明通过架构设计提供一种kubernetes中IP地址管理装置和方法，使kubernetes中的应用实例在发生状态变化后IP地址保持不变，更好地满足客户传统IDC机房中的服务与云上kubernetes平台上容器化的服务共存的场景要求。

一方面，本发明提供一种基于kubernetes的IP地址管理装置，包括：

客户端，用于向IP地址管理系统申请未被使用的IP地址，通过指定应用的地址创建应用；

IP地址管理系统，用于从地址池中分配对应数量的未被使用的IP地址给客户端，通过监听应用实例的变化对应用实例的IP地址进行管理。

应用系统，用于根据应用副本数量创建对应的应用实例，并在应用实例中添加地址组信息。

进一步地，本发明基于kubernetes的IP地址管理装置中，客户端具体用于在IP地址管理系统中创建一个地址池，根据自身应用的实例数量向地址池申请对应数量的IP地址，根据申请获得的一个或多个未被使用的IP地址在IP地址管理系统中创建地址组，通过指定创建的地址组在应用系统中创建应用。

进一步地，本发明基于kubernetes的IP地址管理装置中，IP地址管理系统用于对需要启动、删除、更新、扩容和增容的应用实例的IP地址进行管理。

进一步地，本发明基于kubernetes的IP地址管理装置中中，IP地址管理系统用于对需要启动、删除、更新、扩容和增容的应用实例的IP地址进行管理，包括：

当监听到应用实例需要启动时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，从所述对应的地址组中分配一个未被使用的IP地址给应用实例，将所述IP地址的状态标记为使用中；

当监听到应用实例需要删除时，IP地址管理系统获取并释放所述应用实例的IP地址，将所述IP地址的状态标记为未被使用；

当监听到应用实例需要更新时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，如果所述对应的地址组中的IP地址数量等于应用实例的数量，则先删除老的应用实例再创建新的应用实例；如果所述对应的地址组中的IP数量大于应用实例的数量，则创建新的应用实例再删除老的应用实例；

当监听到应用实例需要扩容时，IP地址管理系统确认应用实例扩容后的应用实例数量，当应用实例扩容后的应用实例数量大于客户端在IP地址管理系统中申请的IP地址的数量，客户端向IP地址管理系统申请额外的IP地址，并将申请获得的额外的IP地址添加到扩容前的IP地址组中；

当监听到应用实例需要缩容时，在应用实例缩容后对对应的IP地址组同步进行缩容，使对应的IP地址组中的IP地址数等于缩容后应用实例的数量，将缩容释放的IP地址的状态标记为未被使用。

另一方面，本发明提供一种基于kubernetes的IP地址管理方法，包括：

步骤S1：客户端向IP地址管理系统申请未被使用的IP地址；

步骤S2：客户端通过指定应用的地址创建应用；

步骤S3：IP地址管理系统通过监听应用实例的变化对应用实例的IP地址进行管理。

进一步地，本发明基于kubernetes的IP地址管理方法中，步骤S1，包括：

步骤S11：客户端在IP地址管理系统中创建一个地址池，所述地址池中包含一组IP地址；

步骤S12：客户端根据自身应用的实例数量向地址池申请对应数量的IP地址；

步骤S13：IP地址管理系统从地址池中分配对应数量的未被使用的IP地址给客户端。

进一步地，本发明基于kubernetes的IP地址管理方法中，步骤S2，包括：

步骤S21：客户端根据申请获得的一个或多个未被使用的IP地址在IP地址管理系统中创建地址组；

步骤S22：客户端通过指定步骤S21创建的地址组在应用系统中创建应用；

步骤S23：应用系统根据应用副本数量创建对应的应用实例，并在应用实例中添加地址组信息。

进一步地，本发明基于kubernetes的IP地址管理方法中，步骤S3，包括：

当监听到应用实例需要启动时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，从所述对应的地址组中分配一个未被使用的IP地址给应用实例，将所述IP地址的状态标记为使用中；

当监听到应用实例需要删除时，IP地址管理系统获取并释放所述应用实例的IP地址，将所述IP地址的状态标记为未被使用；

当监听到应用实例需要更新时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，如果所述对应的地址组中的IP地址数量等于应用实例的数量，则先删除老的应用实例再创建新的应用实例；如果所述对应的地址组中的IP数量大于应用实例的数量，则创建新的应用实例再删除老的应用实例。

进一步地，本发明基于kubernetes的IP地址管理方法中，步骤S3，还包括：

当监听到应用实例需要扩容时，IP地址管理系统确认应用实例扩容后的应用实例数量，当应用实例扩容后的应用实例数量大于客户端在IP地址管理系统中申请的IP地址的数量，重复步骤S12和步骤S13，客户端向IP地址管理系统申请额外的IP地址，并将申请获得的额外的IP地址添加到扩容前的IP地址组中；

当监听到应用实例需要缩容时，在应用实例缩容后对对应的IP地址组同步进行缩容，使对应的IP地址组中的IP地址数等于缩容后应用实例的数量，将缩容释放的IP地址的状态标记为未被使用。

本发明基于kubernetes的IP地址管理装置和方法，具有以下有益效果：

1.可以使kubernetes中的应用实例在发生状态变化后IP地址保持不变，更好地满足客户传统IDC机房中的服务与云上kubernetes平台上容器化的服务共存的场景要求。

2.可以实现以指定的IP地址启动应用实例。

3.可以实现应用实例启动/停止时保持IP地址不变。

4.可以实现应用实例在扩容或缩容时，保持存量实例IP地址不变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明示例性第一实施例基于kubernetes的IP地址管理装置的架构图。

图2为本发明示例性第二实施例基于kubernetes的IP地址管理方法的流程图。

图3为本发明示例性第三实施例基于kubernetes的IP地址管理方法的流程图。

图4为本发明示例性第四实施例基于kubernetes的IP地址管理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

图1为根据本发明示例性第一实施例的一种基于kubernetes的IP地址管理装置的架构图，如图1所示，本实施例基于kubernetes的IP地址管理装置，包括：

客户端，用于向IP地址管理系统申请未被使用的IP地址，通过指定应用的地址创建应用；

IP地址管理系统，用于从地址池中分配对应数量的未被使用的IP地址给客户端，通过监听应用实例的变化对应用实例的IP地址进行管理。

应用系统，用于根据应用副本数量创建对应的应用实例，并在应用实例中添加地址组信息。

本实施例基于kubernetes的IP地址管理装置的客户端，具体用于在IP地址管理系统中创建一个地址池，根据自身应用的实例数量向地址池申请对应数量的IP地址，根据申请获得的一个或多个未被使用的IP地址在IP地址管理系统中创建地址组，通过指定创建的地址组在应用系统中创建应用。

本实施例基于kubernetes的IP地址管理装置的IP地址管理装置，用于对需要启动、删除、更新、扩容和增容的应用实例的IP地址进行管理，具体的，包括：

当监听到应用实例需要启动时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，从所述对应的地址组中分配一个未被使用的IP地址给应用实例，将所述IP地址的状态标记为使用中；

当监听到应用实例需要删除时，IP地址管理系统获取并释放所述应用实例的IP地址，将所述IP地址的状态标记为未被使用；

当监听到应用实例需要更新时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，如果所述对应的地址组中的IP地址数量等于应用实例的数量，则先删除老的应用实例再创建新的应用实例；如果所述对应的地址组中的IP数量大于应用实例的数量，则创建新的应用实例再删除老的应用实例；

当监听到应用实例需要扩容时，IP地址管理系统确认应用实例扩容后的应用实例数量，当应用实例扩容后的应用实例数量大于客户端在IP地址管理系统中申请的IP地址的数量，客户端向IP地址管理系统申请额外的IP地址，并将申请获得的额外的IP地址添加到扩容前的IP地址组中；

当监听到应用实例需要缩容时，在应用实例缩容后对对应的IP地址组同步进行缩容，使对应的IP地址组中的IP地址数等于缩容后应用实例的数量，将缩容释放的IP地址的状态标记为未被使用。

图2为根据本发明示例性第二实施例的一种基于kubernetes的IP地址管理方法的流程图，如图2所示，本实施例基于kubernetes的IP地址管理方法，包括：

步骤S1：客户端向IP地址管理系统申请未被使用的IP地址；

步骤S2：客户端通过指定应用的地址创建应用；

步骤S3：IP地址管理系统通过监听应用实例的变化对应用实例的IP地址进行管理。

图3为根据本发明示例性第三实施例的一种基于kubernetes的IP地址管理方法的流程图，本实施例是图2所示方法的优选实施例，如图3所示，本实施例方法的步骤S1，包括：

步骤S11：客户端在IP地址管理系统中创建一个地址池，所述地址池中包含一组IP地址；

步骤S12：客户端根据自身应用的实例数量向地址池申请对应数量的IP地址；

步骤S13：IP地址管理系统从地址池中分配对应数量的未被使用的IP地址给客户端。

图4为根据本发明示例性第四实施例的一种基于kubernetes的IP地址管理方法的流程图，本实施例是图2所示方法的优选实施例，如图4所示，本实施例方法的步骤S2，包括：

步骤S21：客户端根据申请获得的一个或多个未被使用的IP地址在IP地址管理系统中创建地址组；

步骤S22：客户端通过指定步骤S21创建的地址组在应用系统中创建应用；

步骤S23：应用系统根据应用副本数量创建对应的应用实例，并在应用实例中添加地址组信息。

本发明示例性第五实施例提供一种基于kubernetes的IP地址管理方法，本实施例是图2所示方法的优选实施例，本实施例方法的步骤S3，包括：

当监听到应用实例需要启动时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，从所述对应的地址组中分配一个未被使用的IP地址给应用实例，将所述IP地址的状态标记为使用中；

当监听到应用实例需要删除时，IP地址管理系统获取并释放所述应用实例的IP地址，将所述IP地址的状态标记为未被使用；

当监听到应用实例需要更新时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，如果所述对应的地址组中的IP地址数量等于应用实例的数量，则先删除老的应用实例再创建新的应用实例；如果所述对应的地址组中的IP数量大于应用实例的数量，则创建新的应用实例再删除老的应用实例。

本发明示例性第六实施例提供一种基于kubernetes的IP地址管理方法，本实施例是图2所示方法的优选实施例，本实施例方法的步骤S3，包括：

当监听到应用实例需要扩容时，IP地址管理系统确认应用实例扩容后的应用实例数量，当应用实例扩容后的应用实例数量大于客户端在IP地址管理系统中申请的IP地址的数量，重复步骤S12和步骤S13，客户端向IP地址管理系统申请额外的IP地址，并将申请获得的额外的IP地址添加到扩容前的IP地址组中；

当监听到应用实例需要缩容时，在应用实例缩容后对对应的IP地址组同步进行缩容，使对应的IP地址组中的IP地址数等于缩容后应用实例的数量，将缩容释放的IP地址的状态标记为未被使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于kubernetes的IP地址管理装置，其特征在于，所述装置，包括：

客户端，用于向IP地址管理系统申请未被使用的IP地址，通过指定应用的地址创建应用；

IP地址管理系统，用于从地址池中分配对应数量的未被使用的IP地址给客户端，通过监听应用实例的变化对应用实例的IP地址进行管理。

应用系统，用于根据应用副本数量创建对应的应用实例，并在应用实例中添加地址组信息。

2.根据权利要求1所述的基于kubernetes的IP地址管理装置，其特征在于，所述客户端具体用于在IP地址管理系统中创建一个地址池，根据自身应用的实例数量向地址池申请对应数量的IP地址，根据申请获得的一个或多个未被使用的IP地址在IP地址管理系统中创建地址组，通过指定创建的地址组在应用系统中创建应用。

3.根据权利要求1所述的基于kubernetes的IP地址管理装置，其特征在于，所述IP地址管理系统用于对需要启动、删除、更新、扩容和增容的应用实例的IP地址进行管理。

4.根据权利要求1所述的基于kubernetes的IP地址管理装置，其特征在于，所述IP地址管理系统用于对需要启动、删除、更新、扩容和增容的应用实例的IP地址进行管理，包括：

当监听到应用实例需要启动时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，从所述对应的地址组中分配一个未被使用的IP地址给应用实例，将所述IP地址的状态标记为使用中；

当监听到应用实例需要删除时，IP地址管理系统获取并释放所述应用实例的IP地址，将所述IP地址的状态标记为未被使用；

当监听到应用实例需要更新时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，如果所述对应的地址组中的IP地址数量等于应用实例的数量，则先删除老的应用实例再创建新的应用实例；如果所述对应的地址组中的IP数量大于应用实例的数量，则创建新的应用实例再删除老的应用实例；

当监听到应用实例需要扩容时，IP地址管理系统确认应用实例扩容后的应用实例数量，当应用实例扩容后的应用实例数量大于客户端在IP地址管理系统中申请的IP地址的数量，客户端向IP地址管理系统申请额外的IP地址，并将申请获得的额外的IP地址添加到扩容前的IP地址组中；

当监听到应用实例需要缩容时，在应用实例缩容后对对应的IP地址组同步进行缩容，使对应的IP地址组中的IP地址数等于缩容后应用实例的数量，将缩容释放的IP地址的状态标记为未被使用。

5.一种基于权利要求1-4任一所述的装置的基于kubernetes的IP地址管理方法，其特征在于，所述方法，包括：

步骤S1：客户端向IP地址管理系统申请未被使用的IP地址；

步骤S2：客户端通过指定应用的地址创建应用；

步骤S3：IP地址管理系统通过监听应用实例的变化对应用实例的IP地址进行管理。

6.根据权利要求5所述的基于kubernetes的IP地址管理方法，其特征在于，步骤S1，包括：

步骤S11：客户端在IP地址管理系统中创建一个地址池，所述地址池中包含一组IP地址；

步骤S12：客户端根据自身应用的实例数量向地址池申请对应数量的IP地址；

步骤S13：IP地址管理系统从地址池中分配对应数量的未被使用的IP地址给客户端。

7.根据权利要求5所述的基于kubernetes的IP地址管理方法，其特征在于，步骤S2，包括：

步骤S21：客户端根据申请获得的一个或多个未被使用的IP地址在IP地址管理系统中创建地址组；

步骤S22：客户端通过指定步骤S21创建的地址组在应用系统中创建应用；

步骤S23：应用系统根据应用副本数量创建对应的应用实例，并在应用实例中添加地址组信息。

8.根据权利要求5所述的基于kubernetes的IP地址管理方法，其特征在于，步骤S3，包括：

当监听到应用实例需要启动时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，从所述对应的地址组中分配一个未被使用的IP地址给应用实例，将所述IP地址的状态标记为使用中；

当监听到应用实例需要删除时，IP地址管理系统获取并释放所述应用实例的IP地址，将所述IP地址的状态标记为未被使用；

当监听到应用实例需要更新时，IP地址管理系统根据应用实例中的地址组信息找到对应的地址组，如果所述对应的地址组中的IP地址数量等于应用实例的数量，则先删除老的应用实例再创建新的应用实例；如果所述对应的地址组中的IP数量大于应用实例的数量，则创建新的应用实例再删除老的应用实例。

9.根据权利要求5所述的基于kubernetes的IP地址管理方法，其特征在于，步骤S3，还包括：

当监听到应用实例需要扩容时，IP地址管理系统确认应用实例扩容后的应用实例数量，当应用实例扩容后的应用实例数量大于客户端在IP地址管理系统中申请的IP地址的数量，重复步骤S12和步骤S13，客户端向IP地址管理系统申请额外的IP地址，并将申请获得的额外的IP地址添加到扩容前的IP地址组中；

当监听到应用实例需要缩容时，在应用实例缩容后对对应的IP地址组同步进行缩容，使对应的IP地址组中的IP地址数等于缩容后应用实例的数量，将缩容释放的IP地址的状态标记为未被使用。

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