CN116954831B

CN116954831B - 基于装配文件生成容器镜像包的方法及系统

Info

Publication number: CN116954831B
Application number: CN202311211642.1A
Authority: CN
Inventors: 王强; 唐稳; 王弈宸; 鲍国经; 王峰; 王福喜
Original assignee: CETC 15 Research Institute
Current assignee: CETC 15 Research Institute
Priority date: 2023-09-20
Filing date: 2023-09-20
Publication date: 2023-11-28
Anticipated expiration: 2043-09-20
Also published as: CN116954831A

Abstract

本发明涉及一种基于装配文件生成容器镜像包的方法及系统，属于软件设计开发技术领域，所述方法包括：获取包括镜像装配文件的请求参数信息；对镜像装配文件进行解析处理，将相关的基本信息和相关的文件夹或目录拷贝到临时工作目录下；将临时工作目录下的基本信息以及文件夹或目录打包成一层tar包；根据tar包中的文件信息生成目标镜像的描述信息；生成可传递的容器镜像包。本申请提供的方法及系统通过使用镜像装配文件和命令行工具，减少了工具开发人员对Docker解析、存储、生成等细节的学习调研时间，减少了对即有容器相关的代码和API的依赖；同时，应用镜像开发人员可不必掌握复杂且严格的Dockerfile语法和命令格式。

Description

基于装配文件生成容器镜像包的方法及系统

技术领域

本发明涉及软件设计开发技术领域，尤其涉及一种基于装配文件生成容器镜像包的方法及系统。

背景技术

为了推进容器化技术的工业标准化，2015 年 6 月多个公司共同宣布成立开放容器项目(OCP)，后更名为 OCI，即开放容器倡议。它的主要目标便是建立容器格式和运行时的工业开放通用标准，维护容器镜像格式的规范，以及容器应该如何运行。通过OCI制定的统一标准化容器镜像格式，让标准镜像能够在如containerd、docker等各种容器软件下构建、传递及安装准备容器镜像。

通过使用容器技术，不同的容器之间可以复用操作系统及其环境，部署应用时，需要将应用及其依赖构建成一个镜像，可以做到一次构建，到处部署。但是，现有技术中的大多数容器并不支持对镜像进行拆分、融合，一般一次只能加载一个镜像，这就导致应用依赖过多，镜像体积过大时，会给应用的分发、部署、维护带来一定的麻烦。

此外，可传递的容器镜像包的生成通常需要两步docker工具命令来实现，在实现过程中需要涉及到解析和执行复杂的Dockerfile定义文件和从联合文件存储系统中提取镜像目录和文件的打包过程。然而，在一个没有安装docker工具和启动相关的容器服务的机器环境中，不能绕过上述繁琐复杂的步骤，快速地生成可传递的满足OCI标准的容器镜像包。

发明内容

本发明意在提供一种基于装配文件生成容器镜像包的方法及系统，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

本发明提供的基于装配文件生成容器镜像包的方法，包括：

获取包括镜像装配文件、目标镜像的架构类型以及最终生成的容器镜像包的名称和路径的请求参数信息，基于所述镜像装配文件，定义目标镜像所需要的基本信息和需要打包到目标镜像的本地已经存在的文件信息；

通过命令行工具对镜像装配文件进行解析处理，获取镜相关的基本信息和相关的文件夹或目录，并创建一个临时工作目录，将相关的基本信息和相关的文件夹或目录拷贝到临时工作目录下；

根据目标镜像的规范要求，将临时工作目录下的基本信息以及文件夹或目录打包成一层tar包；

根据tar包中的文件信息生成目标镜像的描述信息，并将目标镜像的描述信息存储为json文件格式；

将以上生成的目标镜像的描述信息和tar包一起进行打包，生成可传递的容器镜像包，并基于以上获取的最终生成的容器镜像包的名称作为生成的容器镜像包的名称，将生成的容器镜像包存储至所述获取的最终生成的容器镜像包的路径下。

在上述的方案中，目标镜像所需要的基本信息包括：基础镜像、应用名称、应用版本、机器芯片架构、运行参数和应用启动入口命令。

在上述的方案中，需要打包到目标镜像的本地已经存在的文件信息包括：本地的文件夹或目录，以及文件夹和目录对应在目标镜像里的文件夹和目录。

在上述的方案中，根据本地文件所支持适配的芯片以及目标镜像确定目标镜像的架构类型。

在上述的方案中，目标镜像的描述信息包括：与目标镜像规范兼容的目标镜像文件格式和描述内容。

在上述的方案中，目标镜像文件格式与所述镜像装配文件的格式一致。

在上述的方案中，所述目标镜像文件的描述内容包括目标镜像的应用名称和应用版本。

本发明提供的基于装配文件生成容器镜像包的系统，采用如上所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法进行容器镜像包的生成，包括：

请求参数获取模块，用于获取包括镜像装配文件、目标镜像的架构类型以及最终生成的容器镜像包的名称和路径的请求参数信息；

拷贝模块，用于通过命令行工具对镜像装配文件进行解析处理，获取镜相关的基本信息和相关的文件夹或目录，并创建一个临时工作目录，将相关的基本信息和相关的文件夹或目录拷贝到临时工作目录下；

tar包生成模块，用于根据目标镜像的规范要求，将临时工作目录下的基本信息以及文件夹或目录打包成一层tar包；

描述信息生成模块，用于根据tar包中的文件信息生成目标镜像的描述信息，并将目标镜像的描述信息存储为json文件格式；

容器镜像包形成模块，用于将以上生成的目标镜像的描述信息和tar包一起进行打包，生成可传递的容器镜像包，并基于以上获取的最终生成的容器镜像包的名称作为生成的容器镜像包的名称，将生成的容器镜像包存储至所述获取的最终生成的容器镜像包的路径下。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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上所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法的步骤。

本发明具有以下优点：

本发明提供的基于装配文件生成容器镜像包的方法及系统，通过json格式的镜像装配文件分别定义目标镜像所需要的基本信息和需要打包到目标镜像的本地已经存在的文件信息，避免了使用Dockerfile方式定义负载的语义和实现语义解析代码，使程序实现只需要提供简单的命令行工具，解析和理解简单的镜像装配文件，就可以完成可传递的容器镜像包的生成，从而，通过在容器运行时产品开发人员可灵活使用熟悉的语言，快速实现和嵌入相类似的容器工具，减少了工具开发人员对Docker解析、存储、生成等细节的学习调研时间，减少了对即有容器相关的代码和API的依赖；同时，对于应用镜像开发人员，通过使用镜像装配文件和命令行工具，可以不必掌握复杂且严格的Dockerfile语法和命令格式、不必关心镜像生成过程中无效的读写分层导致镜像尺寸变大、不再依赖docker工具的安装和相关服务环境的启动就可以实现可传递的容器镜像包的生成，为自研或可定制化容器环境下形成标准化容器镜像，提供了一种简单有效的实现方法。

附图说明

图1是本发明的一种基于装配文件生成容器镜像包的方法的流程图；

图2是本发明的一种基于装配文件生成容器镜像包的系统的组成示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供一种基于装配文件生成容器镜像包的方法，包括以下步骤：

步骤S1：基于json格式的镜像装配文件分别定义目标镜像所需要的基本信息和需要打包到目标镜像的本地已经存在的文件信息，其中，在本发明的一个实施例中目标镜像采用OCI容器镜像，目标镜像所需要的基本信息包括：基础镜像、应用名称、应用版本、机器芯片架构、运行参数、应用启动入口命令等；镜像装配文件以数组的形式定义多个条目，每个条目定义本地的文件夹或目录，并定义文件夹和目录对应在目标镜像里的文件夹和目录，通过镜像装配文件定义了目标镜像所需要的基本信息，并可以扩展地定义镜像所包含的实际文件内容。

步骤S2：根据本地文件所支持适配的芯片以及最终生成的容器镜像包所运行的目标镜像确定正确的目标镜像的架构类型，该目标镜像的架构可以支持国产或非国产芯片的镜像的打包，该目标镜像的架构类型包括x86平台、 arm64、loongarch64、mips64、sw64等。

步骤S3：确定最终生成的容器镜像包的名称和路径，并将json格式的镜像装配文件、目标镜像的架构类型以及最终生成的容器镜像包的名称和路径作为请求参数。

步骤S4：通过封装一个命令行工具提供给用户，用户通过该命令行工具对镜像装配文件的格式、内容的有效性进行解析，获取镜像装配文件定义的相关的基本信息和相关的文件夹或目录，并创建一个临时工作目录，将镜像装配文件定义的相关的基本信息和相关的文件夹或目录拷贝到临时工作目录下。

步骤S5：用户通过该命令行工具根据目标镜像的规范要求，将临时工作目录下的基本信息以及文件夹或目录打包成一层tar包，并根据tar包中的文件信息生成目标镜像的描述信息，并将目标镜像的描述信息存储为json文件格式，其中，目标镜像的描述信息包括与目标镜像规范兼容的目标镜像文件格式和描述内容，目标镜像文件的描述内容包括目标镜像的应用名称、应用版本和目录名，且相关的目标镜像的描述信息文件和tar包格式文件与目标镜像标准规范对齐，这可确保目标镜像可以采用通用的docker处理命令加载使用；同时，将临时工作目录下的文件夹或目录打包成一层tar包打包成简单的一层tar包，避免了传统镜像生成工具形成重复无效的多个读写层，造成镜像体积庞大的问题，更利于后期的更新和维护。

步骤S6：将以上生成的目标镜像的描述信息和tar包一起进行打包，生成可传递的容器镜像包，并基于步骤S3确定的最终生成的容器镜像包的名称作为生成的容器镜像包的名称，将生成的容器镜像包存储至步骤S3确定的最终生成的容器镜像包的路径下。

在本发明的一个实施例中，步骤S1中镜像装配文件的格式如下：

{

// --- 以下定义镜像的基本信息

"app": "xx应用名称",

"version": "xx应用版本",

"rtfInfo": "xx基础镜像",

"archInfo": "xx机器芯片架构",

"appEntry": "xx应用启动入口命令",

// --- 以下定义镜像所包含的实际文件信息

"appManifest": [

{

"from": "target/lib/", //本地的文件夹及下属所有文件

"to": "/opt/app/lib/" //到沙箱中的制定目录

},

{

"from": "runApp", //本地的文件

"to": "/opt/app/runApp" //到沙箱中的目录及文件

},

{

... 定义更多条目记录

}

]

}；

步骤S2中目标镜像的架构类型为x86平台；

步骤S4中，命令行工具的格式如下：

img-gen -f xxx-mainifest.json -a arch /xxx/xxx-app.tar

其中，-f xxx-mainifest.json为镜像装配文件，-a arch为是目标镜像的架构类型，app.tar为最终生成的容器镜像包的名称和路径；

步骤S5中tar包的名称和路径表述为layer.tar，步骤S5中目标镜像的描述内容包括：

{"appName":{"appVersion":"app"}}，其中，"appName"为的目标镜像的应用名称、"appVersion"为目标镜像的应用版本，"app"为目标镜像的目录名；

如图2所示，本发明提供一种基于装配文件生成容器镜像包的系统，该系统包括：

请求参数获取模块，用于基于json格式的镜像装配文件分别定义目标镜像所需要的基本信息和需要打包到目标镜像的本地已经存在的文件信息，并根据本地文件所支持适配的芯片以及最终生成的容器镜像包所运行的目标镜像确定正确的目标镜像的架构类型，以及确定最终生成的容器镜像包的名称和路径；

拷贝模块，用于通过封装一个命令行工具提供给用户，用户通过该命令行工具对镜像装配文件的格式、内容的有效性进行解析，获取镜像装配文件定义的相关的基本信息和相关的文件夹或目录，并创建一个临时工作目录，将镜像装配文件定义的相关的基本信息和相关的文件夹或目录拷贝到临时工作目录下。

描述信息生成模块，用于根据tar包中的文件信息生成目标镜像的描述信息，并将目标镜像的描述信息存储为json文件格式。

容器镜像包形成模块，将以上生成的目标镜像的描述信息和tar包一起进行打包，生成可传递的容器镜像包，并基于以上确定的最终生成的容器镜像包的名称作为生成的容器镜像包的名称，将生成的容器镜像包存储至以上确定的最终生成的容器镜像包的路径下。

在本发明的另一个实施例中，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法的步骤。

在本发明的另一个实施例中，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法的步骤。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式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。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于装配文件生成容器镜像包的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法，其特征在于，所述目标镜像所需要的基本信息包括：基础镜像、应用名称、应用版本、机器芯片架构、运行参数和应用启动入口命令。

3.根据权利要求1所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法，其特征在于，所述需要打包到目标镜像的本地已经存在的文件信息包括：本地的文件夹或目录，以及文件夹和目录对应在目标镜像里的文件夹和目录。

4.根据权利要求1所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据本地文件所支持适配的芯片以及目标镜像确定目标镜像的架构类型。

5.根据权利要求1所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法，其特征在于，所述目标镜像的描述信息包括：与目标镜像规范兼容的目标镜像文件格式和描述内容。

6.根据权利要求5所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法，其特征在于，所述目标镜像文件格式与所述镜像装配文件的格式一致。

7.根据权利要求5所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法，其特征在于，所述目标镜像文件的描述内容包括目标镜像的应用名称和应用版本。

8.一种基于装配文件生成容器镜像包的系统，采用如权利要求1-7任一项所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法进行容器镜像包的生成，其特征在于，所述系统包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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1-7任一项所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于装配文件生成容器镜像包的方法的步骤。