CN116996379A - 一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于OVN‑Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法及装置，包括：资源控制器通过List‑Watch机制实时监听OVN‑Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建；当监听到有新的资源被创建时，收集用户对新资源的配置参数，并检测配置参数的合法性；当配置参数具备合法性时，收集命名空间下所有基本单元的名称；根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量数值进行修改，以实现服务质量管理。本发明提供的云原生网络服务质量配置方法能够在Namespace级别设置网络的服务质量，同时能够实时的修改Namespace下各Pod的服务质量。
Description
技术领域
本发明涉及云原生技术领域，尤其涉及一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法及装置。
背景技术
Kubernetes也称为K8s，是用于自动部署、扩缩和管理容器化应用程序的开源系统。它将组成应用程序的容器组合成逻辑单元，以便于管理和服务发现。其中，Namespace(命名空间)是用于将Kubernetes集群内部的资源进行逻辑分组的一种机制。它可以将一个物理集群划分为多个虚拟集群，每个虚拟集群就是一个Namespace。通过使用Namespace，可以将不同应用程序、不同环境的资源进行隔离和管理，从而避免资源冲突和干扰。在Kubernetes中，每个Namespace都拥有自己的一组资源，例如Pod、Service、Deployment等。当资源被创建时，必须指定要创建在哪个Namespace中，如果没有指定Namespace，则默认创建在defaultNamespace中。Pod是Kubernetes集群中最小的部署和管理的基本单元，协同寻址，协同调度。Pod是一个或多个容器的集合，是一个或一组服务(进程)的抽象集合，Pod中可以共享网络和存储。
OVN-Kubernetes是一个基于OVN(OpenVirtualNetwork)的Kubernetes网络插件，它提供了一种高效、可靠、灵活的网络解决方案，可以满足Kubernetes集群中容器之间和容器与外部网络之间的通信需求。
当网络发生拥塞的时候，所有的数据流都有可能被丢弃，为满足用户对不同应用不同服务质量的要求，就需要网络能根据用户的要求分配和调度资源，对不同的数据流提供不同的服务质量：对实时性强且重要的数据报文优先处理；对于实时性不强的普通数据报文，提供较低的处理优先级，网络拥塞时甚至丢弃。QoS(服务质量)应运而生，支持QoS功能的设备，能够提供传输品质服务；针对某种类别的数据流，可以为它赋予某个级别的传输优先级，来标识它的相对重要性，并使用设备所提供的各种优先级转发策略、拥塞避免等机制为这些数据流提供特殊的传输服务。配置了QoS的网络环境，增加了网络性能的可预知性，并能够有效地分配网络带宽，更加合理地利用网络资源。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有云原生网络服务质量配置方法只能针对Pod级别进行管理，无法对Namespace级别作统一管理，且服务质量数值只能在创建Pod时进行设置，无法修改调整的问题。
一方面，本发明提供了一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，所述方法在OVN-Kubernetes网络插件中执行，所述OVN-Kubernetes网络插件安装有自定义资源定义及其资源控制器；所述方法包括以下步骤：
所述资源控制器通过List-Watch机制实时监听所述OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建；
当监听到有新的资源被创建时，收集用户对新资源的配置参数，并检测所述配置参数的合法性；所述配置参数至少包括用户指定的命名空间的名称和服务质量数值；
当所述配置参数具备合法性时，收集所述命名空间下所有基本单元的名称；
根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量数值进行修改，以实现服务质量管理。
在本发明的一些实施例中，检测所述配置参数的合法性，还包括：
对所述命名空间的内容、所述服务质量数值的数值范围和单位进行检测。
在本发明的一些实施例中，检测所述配置参数的合法性，还包括：
当所述配置参数不具备合法性时，提示用户所述配置参数设置不合法，并退回至用户，以供用户进行修改。
在本发明的一些实施例中，根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量进行修改，还包括：
将所述配置参数中的服务质量数值写入所述虚拟网络北向数据库的服务质量表格；
所述北向数据库中的虚拟交换机根据所述服务质量表格生成相应的服务质量规则，并将所述服务质量规则对应于每个基本单元；
在所述北向数据库的地址设置表格中，添加每个基本单元的IP地址对应的服务质量数值；
在所述虚拟交换机的服务质量数据中生成入口带宽数值，并在所述虚拟交换机的接口配置中生成出口带宽数值。
在本发明的一些实施例中，所述接口配置包括接口名称、接口类型、接口状态、MAC地址、IP地址和服务质量带宽限制参数。
在本发明的一些实施例中，所述资源控制器通过List-Watch机制实时监听所述OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建，还包括：
所述资源控制器发送List请求至所述集群网关，以获取当前资源列表；
所述资源控制器发送Watch请求至所述集群网关，请求监听资源对象变化；
所述集群网关建立HTTP长连接，将资源对象变化事件流实时推送至所述资源控制器。
在本发明的一些实施例中，在所述资源控制器的部署配置中指定正确的RBAC权限，以确保所述资源控制器能够正确访问所述集群网关并进行监听。
另一方面，本发明提供一种电子装置，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时所述装置实现如上文中提及的任意一项所述方法的步骤。
另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上文中提及的任意一项所述方法的步骤。
本发明的有益效果至少是：
本发明提供一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法及装置，包括：资源控制器通过List-Watch机制实时监听OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建；当监听到有新的资源被创建时，收集用户对新资源的配置参数，并检测配置参数的合法性；当配置参数具备合法性时，收集命名空间下所有基本单元的名称；根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量数值进行修改，以实现服务质量管理。本发明提供的云原生网络服务质量配置方法在Kubernetes环境中通过自定义CRD资源的方式定义QoS相关资源，在Namespace级别配置网络的服务质量，同时能够实时的修改Namespace下各Pod的服务质量。解决了现有方案只能针对Pod级别配置网络的服务质量，以及服务质量数值只能在创建Pod时进行设置，无法修改调整的问题，使得用户能够更好的管理整个集群的网络服务质量。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例中基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法的步骤示意图。
图2为本发明一实施例中基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
这里需要强调的是，在下文中提及的各步骤标记并不是对各步骤先后顺序的限定，而应当理解为可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
为了解决现有云原生网络服务质量配置方法只能针对Pod级别进行管理，无法对Namespace级别作统一管理，且服务质量数值只能在创建Pod时进行设置，无法修改调整的问题，本发明提出了一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，该方法在OVN-Kubernetes网络插件中执行，OVN-Kubernetes网络插件安装有自定义资源定义(CustomResourceDefinition，CRD)及其资源控制器，如图1所示，该方法包括以下步骤S101～S104：
步骤S101：资源控制器通过List-Watch机制实时监听OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建。
步骤S102：当监听到有新的资源被创建时，收集用户对新资源的配置参数，并检测配置参数的合法性。其中，配置参数至少包括用户指定的命名空间和服务质量数值。
步骤S103：当配置参数具备合法性时，收集命名空间下所有基本单元的名称。
步骤S104：根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量数值进行修改，以实现服务质量管理。
如图2所示，为基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法的流程图。
首先在OVN-Kubernetes网络插件中安装CRD以及CRD相关的资源控制器。
在步骤S101中，资源控制器是一个Kubernetes控制器，它负责监听和处理特定自定义资源对象的变化。在OVN-Kubernetes中，资源控制器用于管理和控制与CRD相关的逻辑网络和路由器。
资源控制器通过List-Watch机制实时监听OVN-Kubernetes网络插件的集群网关(APIServer)，以判断是否有新的资源被创建。
其中，List-Watch机制主要包括以下几个关键概念：
List：通过发送List请求到KubernetesAPIServer，客户端可以获取某种资源对象的当前状态列表。例如，可以获取所有的Pod、Service或者自定义资源等。
Watch：通过发送Watch请求到KubernetesAPIServer，客户端可以订阅某种资源对象的事件流。APIServer将会建立一个持久的HTTP长连接，将资源对象的变化事件流实时推送给客户端。
Event：APIServer在资源对象发生变化时会产生相应的事件，例如创建、更新、删除等。这些事件将被推送给订阅该资源对象的客户端。
在一些实施例中，资源控制器通过List-Watch机制实时监听OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，具体包括以下步骤：
资源控制器发送List请求至OVN-Kubernetes的APIServer(集群网关)，以获取当前已存在的资源列表。资源控制器会解析List响应，获取到当前已存在的资源对象列表，并记录下来。
资源控制器发送Watch请求至OVN-Kubernetes的APIServer，请求监听资源对象变化。
OVN-Kubernetes的APIServer建立一个持久的HTTP长连接，将资源对象变化事件流实时推送至资源控制器。当有新的资源对象被创建时，OVN-Kubernetes的APIServer会将对应的创建事件推送给资源控制器
资源控制器接收到创建事件后，还可以根据事件中包含的信息，对新创建的资源对象进行处理。
在一些实施例中，在资源控制器的部署配置中指定正确的RBAC权限，以确保资源控制器能够正确访问OVN-Kubernetes的APIServer，并进行监听。RBAC(Role-BasedAccessControl，基于角色的访问控制)是一种用于控制用户对系统资源的访问权限的安全模型，在Kubernetes中，RBAC被广泛用于管理对KubernetesAPI的访问权限。通过使用RBAC，管理员可以根据需要配置不同的角色和角色绑定，以限制用户对Kubernetes API的访问权限。这样可以确保只有经过授权的资源控制器能够访问并监听Kubernetes API的事件。
在步骤S102中，当监听到有新的资源被创建时，收集用户对新资源的配置参数，并检测配置参数的合法性。其中配置参数可以包括用户指定的命名空间(Namespace)名称和服务质量(QoS)数值；也可以包括用户指定的命名空间(Namespace)名称、基本单元(Pod)名称和服务质量(QoS)数值。现有方案只能针对单个Pod进行QoS管理，Namespace是Pod的大集合，在本发明中，实现Namespace级别的QoS管理，可以对整个系统中匹配到该Namespace的所有pod实现QoS管理。
在一些实施例中，检测配置参数的合法性，还包括：对命名空间的内容、服务质量数值的数值范围和单位进行检测。示例性的，QoS数值形式为1MB/s，即，数字加单位的形式，若用户仅输入100，则该数值不合法。
在一些实施例中，当配置参数不具备合法性时，提示用户配置参数设置不合法，并退回至用户，以供用户进行修改。示例性的，如上文提及的，用户在QoS数值处仅输入100，是不合法的，从而提示用户QoS数值部分内容不合法，方便用户进行修改。
在步骤S103中，当配置参数均具备合法性时，收集命名空间(Namespace)下所有基本单元(Pod)的名称。
在步骤S104中，根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量数值进行修改，以实现服务质量管理。具体包括以下步骤：
将配置参数中的服务质量QoS数值写入虚拟网络(OVN)北向数据库的服务质量表格。北向数据库中的虚拟交换机根据服务质量表格生成相应的服务质量规则qos_rules，并将服务质量规则对应于每个基本单元。在北向数据库的地址设置表格Address_Set中，添加每个Pod的IP地址对应的服务质量数值。在虚拟交换机的服务质量数据中生成入口带宽数值(Ingress-bandwidth)，在虚拟交换机中配置QoS时，可以为特定的接口或流量流设置一个入口带宽数值，这个带宽数值表示了允许通过该接口或流量流的最大入口速率。在虚拟交换机的接口配置(interface数据)中生成出口带宽数值(Egress-bandwidth)，这个带宽数值表示了允许通过该接口或流量流的最大出口速率。
在一些实施例中，虚拟交换机的接口配置包括：
接口名称，用于识别和标识相应接口；
接口类型，示例性的，物理接口、虚拟接口、内部接口等；
接口状态，示例性的，启动或者禁用；
MAC地址，用于唯一标识接口；
IP地址，可以为接口配置一个或多个IP地址；
服务质量带宽限制参数，可设置入口和出口的带宽限制等QoS策略。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法的步骤。
与上述方法相应地，本发明还提供了一种设备，该设备包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该设备实现如前所述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
综上所述，本发明提供一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法及装置，包括：资源控制器通过List-Watch机制实时监听OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建；当监听到有新的资源被创建时，收集用户对新资源的配置参数，并检测配置参数的合法性；当配置参数具备合法性时，收集命名空间下所有基本单元的名称；根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量数值进行修改，以实现服务质量管理。本发明提供的云原生网络服务质量配置方法在Kubernetes环境中通过自定义CRD资源的方式定义Qos相关资源，在Namespace级别配置网络的服务质量，同时能够实时的修改Namespace下各Pod的服务质量。解决了现有方案只能针对Pod级别配置网络的服务质量，以及服务质量数值只能在创建Pod时进行设置，无法修改调整的问题，使得用户能够更好的管理整个集群的网络服务质量。
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例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 (9)
1.一种基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，所述方法在OVN-Kubernetes网络插件中执行，所述OVN-Kubernetes网络插件安装有自定义资源定义及其资源控制器；所述方法包括以下步骤：
所述资源控制器通过List-Watch机制实时监听所述OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建；
当监听到有新的资源被创建时，收集用户对新资源的配置参数，并检测所述配置参数的合法性；所述配置参数至少包括用户指定的命名空间的名称和服务质量数值；
当所述配置参数具备合法性时，收集所述命名空间下所有基本单元的名称；
根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量数值进行修改，以实现服务质量管理。
2.根据权利要求1所述的基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，检测所述配置参数的合法性，还包括：
对所述命名空间的内容、所述服务质量数值的数值范围和单位进行检测。
3.根据权利要求1所述的基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，检测所述配置参数的合法性，还包括：
当所述配置参数不具备合法性时，提示用户所述配置参数设置不合法，并退回至用户，以供用户进行修改。
4.根据权利要求1所述的基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，根据收集得到的名称在虚拟网络和虚拟交换机的数据库中对所有基本单元的服务质量进行修改，还包括：
将所述配置参数中的服务质量数值写入所述虚拟网络北向数据库的服务质量表格；
所述北向数据库中的虚拟交换机根据所述服务质量表格生成相应的服务质量规则，并将所述服务质量规则对应于每个基本单元；
在所述北向数据库的地址设置表格中，添加每个基本单元的IP地址对应的服务质量数值；
在所述虚拟交换机的服务质量数据中生成入口带宽数值，并在所述虚拟交换机的接口配置中生成出口带宽数值。
5.根据权利要求4所述的基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，所述接口配置包括接口名称、接口类型、接口状态、MAC地址、IP地址和服务质量带宽限制参数。
6.根据权利要求1所述的基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，所述资源控制器通过List-Watch机制实时监听所述OVN-Kubernetes网络插件的集群网关，以判断是否有新的资源被创建，还包括：
所述资源控制器发送List请求至所述集群网关，以获取当前资源列表；
所述资源控制器发送Watch请求至所述集群网关，请求监听资源对象变化；
所述集群网关建立HTTP长连接，将资源对象变化事件流实时推送至所述资源控制器。
7.根据权利要求6所述的基于OVN-Kubernetes的云原生网络服务质量配置方法，其特征在于，在所述资源控制器的部署配置中指定正确的RBAC权限，以确保所述资源控制器能够正确访问所述集群网关并进行监听。
8.一种电子装置，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时所述装置实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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