CN117435303A - 一种容器与虚拟机统一管理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种容器与虚拟机统一管理的方法，通过采用容器编排平台引擎(kubernetes)集成容器虚拟化技术(kubevirt)的方法，可以更有效地利用硬件资源，降低资源浪费，解决容器和虚拟机不能统一管理的问题；提供一个一致的管理界面，减少了管理的复杂性和学习成本支持同时运行容器化应用程序和传统虚拟机工作负载，为云原生应用程序提供一致的管理和部署环境，充分利用容器和虚拟化技术的优势，简化管理流程，并提高资源利用率。

Description

一种容器与虚拟机统一管理的方法
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，尤其涉及一种容器与虚拟机统一管理的方法。
背景技术
云计算环境中容器和虚拟机已成为广泛用于部署应用程序和服务的两种主要技术；容器具备快速启动、高度可移植，而且对资源的利用率很高等优势，然而容器是基于操作系统的一种轻量化虚拟技术，本质是进程级的资源隔离，当用户需要修改很多定制的内核参数或者要求更高的隔离与安全性时，容器技术难以实现，而每个虚拟机都具有独立的操作系统和应用程序堆栈，虚拟机提供了更高的隔离性和安全性，但通常需要更多的资源和启动时间。传统上它们分别由不同的管理工具和操作流程管理，这导致了管理的复杂性和资源利用效率低下的问题。因此，亟需开发一种系统和方法，能够统一管理容器和虚拟机，以提高资源利用率、降低成本并简化管理。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种容器与虚拟机统一管理的方法，本发明采用容器编排平台引擎(kubernetes)集成容器虚拟化技术(kubevirt)的方法，通过资源管理和调度技术，可以更有效地利用硬件资源，降低资源浪费，解决容器和虚拟机不能统一管理的问题，提供一个一致的管理界面，减少了管理的复杂性和学习成本。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种容器与虚拟机统一管理的方法，包括以下步骤：
步骤1、部署容器编排平台：安装和配置Kubernetes集群，该集群提供了容器的自动化管理、伸缩、负载均衡和自愈能力；
步骤2、集成虚拟化技术：根据所选的虚拟化技术，配置虚拟化节点并集成到Kubernetes集群中；
步骤3、创建虚拟机CRD：创建虚拟机并定义自定义资源定义，以描述虚拟机资源和规范；
步骤4、实施虚拟机控制器：编写控制器和调度器，以监控虚拟机资源的创建和状态，并根据需求自动进行资源分配和调度；
步骤5、实施虚拟机调度器：开发虚拟机调度器，以根据资源需求和节点可用性，将虚拟机分配给合适的节点；
步骤6、配置网络：确保容器和虚拟机之间的网络通信；使用Kubernetes网络插件和虚拟化网络配置工具来管理网络；
步骤7、实施安全策略：包括访问控制、认证和授权，确保只有授权的用户或系统可以访问容器和虚拟机资源；
步骤8、集成监控和自动化：配置监控工具，设置警报规则，以监视性能和运行状况，具备故障检测和自动修复的能力，编写自动化规则，根据负载需求自动伸缩容器和虚拟机。
进一步方案为，所述步骤1中，安装和配置Kubernetes集群，是指在一组物理或虚拟机器上设置Kubernetes平台的过程，将多个计算节点组织成一个可管理的集群，以便在其中运行容器化工作负载。
进一步方案为，所述步骤2中，选择KVM、Virtlet、KubeVirt或其他轻量级虚拟化技术，将虚拟机引入Kubernetes集群，实现虚拟机的轻量化打包和管理。
进一步方案为，所述步骤3中，虚拟机CRD通常包括以下信息：
虚拟机的名称：每个虚拟机CRD都应该有一个唯一的名称，以便在Kubernetes集群中标识和管理虚拟机；
虚拟机的规格：这包括虚拟机的CPU、内存、存储、网络配置等规格信息；规格决定了虚拟机的硬件资源分配和配置；
虚拟机的状态：虚拟机CRD还可以包括有关虚拟机当前状态的信息。
进一步方案为，所述步骤4中，监听CRD的创建请求，并根据规格创建和配置虚拟机资源，虚拟机控制器是一种自定义控制器，包括创建、启动、停止、删除、伸缩。
进一步方案为，所述步骤5中，实施虚拟机调度器指的是在Kubernetes集群中创建、配置和管理一个虚拟机调度器，用于决定在哪些计算节点上启动虚拟机。
进一步方案为，所述步骤6中，所述配置网络指的是将网络设置集成到容器与虚拟机统一管理的系统或方法中，以确保容器和虚拟机之间的网络通信和互操作性。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种容器与虚拟机统一管理的方法，通过采用容器编排平台引擎(kubernetes)集成容器虚拟化技术(kubevirt)的方法，可以更有效地利用硬件资源，降低资源浪费，解决容器和虚拟机不能统一管理的问题；提供一个一致的管理界面，减少了管理的复杂性和学习成本支持同时运行容器化应用程序和传统虚拟机工作负载，为云原生应用程序提供一致的管理和部署环境，充分利用容器和虚拟化技术的优势，简化管理流程，并提高资源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实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他的附图。
图1为本发明流程图。
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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在任一实施例中，如图1所示，本发明的一种容器与虚拟机统一管理的方法，包括：
步骤1、部署容器编排平台：安装和配置Kubernetes集群，确保它正常运行。所述的安装Kubernetes集群，是指在一组物理或虚拟机器上设置Kubernetes平台的过程。Kubernetes是一个开源的容器编排平台，用于管理和编排容器化应用程序的部署、伸缩、调度和运行。安装和配置Kubernetes集群是将多个计算节点(通常是物理服务器或虚拟机)组织成一个可管理的集群，以便在其中运行容器化工作负载。
步骤2、集成虚拟化技术：根据所选的虚拟化技术，配置虚拟化节点并集成到Kubernetes集群中。虚拟化技术的选择将取决于性能、启动时间、资源需求等因素，可以是传统的虚拟机监视器(Hypervisor)、容器化虚拟机技术(如KubeVirt或Virtlet)或轻量级虚拟化技术(如Firecracker或Kata Containers)。
步骤3、创建虚拟机CRD：创建虚拟机CRD(Custom Resource Definition)指的是在Kubernetes中定义一种自定义资源类型，用于描述虚拟机(Virtual Machine)的规格、配置和状态。虚拟机CRD允许在Kubernetes集群中以一种结构化的方式表示虚拟机资源，并将其纳入Kubernetes的管理范围中，使得虚拟机可以与容器一样方便地管理和操作，从而为混合容器和虚拟机工作负载提供了一致的管理界面和工作流程。虚拟机CRD通常包括以下信息：
1、虚拟机的名称：每个虚拟机CRD都应该有一个唯一的名称，以便在Kubernetes集群中标识和管理虚拟机。
2、虚拟机的规格：这包括虚拟机的CPU、内存、存储、网络配置等规格信息。规格决定了虚拟机的硬件资源分配和配置。
3、虚拟机的状态：虚拟机CRD还可以包括有关虚拟机当前状态的信息，例如是否正在运行、IP地址、运行时错误等。
步骤4、实施虚拟机控制器：编写虚拟机控制器，以监听CRD的创建请求，并根据规格创建和配置虚拟机资源，在Kubernetes集群中，虚拟机控制器是一种自定义控制器，它基于虚拟机的自定义资源定义(CRD)来执行一系列操作，包括创建、启动、停止、删除、伸缩等。
步骤5、实施虚拟机调度器：开发虚拟机调度器，以根据资源需求和节点可用性，将虚拟机分配给合适的节点，实施虚拟机调度器指的是在Kubernetes集群中创建、配置和管理一个虚拟机调度器，用于决定在哪些计算节点上启动虚拟机(Virtual Machines，VMs)。
步骤6、配置网络：确保容器和虚拟机之间的网络通信。使用Kubernetes网络插件(Calico、Kubeovn、Flannel等等)和虚拟化网络配置工具来管理网络，所述配置网络通常指的是将网络设置集成到容器与虚拟机统一管理的系统或方法中，以确保容器和虚拟机之间的网络通信和互操作性。。
步骤7、加强安全性：实施安全策略，包括访问控制、认证和授权，确保只有授权的用户或系统可以访问容器和虚拟机资源
步骤8、集成监控和自动化：配置监控工具，设置警报规则，以监视性能和运行状况，具备故障检测和自动修复的能力，以减少因容器或虚拟机故障而导致的停机时间。编写自动化规则，根据负载需求自动伸缩容器和虚拟机。
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所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种容器与虚拟机统一管理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、部署容器编排平台：安装和配置Kubernetes集群，该集群提供了容器的自动化管理、伸缩、负载均衡和自愈能力；
步骤2、集成虚拟化技术：根据所选的虚拟化技术，配置虚拟化节点并集成到Kubernetes集群中；
步骤3、创建虚拟机CRD：创建虚拟机并定义自定义资源定义，以描述虚拟机资源和规范；
步骤4、实施虚拟机控制器：编写控制器和调度器，以监控虚拟机资源的创建和状态，并根据需求自动进行资源分配和调度；
步骤5、实施虚拟机调度器：开发虚拟机调度器，以根据资源需求和节点可用性，将虚拟机分配给合适的节点；
步骤6、配置网络：确保容器和虚拟机之间的网络通信；使用Kubernetes网络插件和虚拟化网络配置工具来管理网络；
步骤7、实施安全策略：包括访问控制、认证和授权，确保只有授权的用户或系统可以访问容器和虚拟机资源；
步骤8、集成监控和自动化：配置监控工具，设置警报规则，以监视性能和运行状况，具备故障检测和自动修复的能力，编写自动化规则，根据负载需求自动伸缩容器和虚拟机。
2.如权利要求1所述的一种容器与虚拟机统一管理的方法，其特征在于，所述步骤1中，安装和配置Kubernetes集群，是指在一组物理或虚拟机器上设置Kubernetes平台的过程，将多个计算节点组织成一个可管理的集群，以便在其中运行容器化工作负载。
3.如权利要求1所述的一种容器与虚拟机统一管理的方法，其特征在于，所述步骤2中，选择KVM、Virtlet、KubeVirt或其他轻量级虚拟化技术，将虚拟机引入Kubernetes集群，实现虚拟机的轻量化打包和管理。
4.如权利要求1所述的一种容器与虚拟机统一管理的方法，其特征在于，所述步骤3中，虚拟机CRD通常包括以下信息：
虚拟机的名称：每个虚拟机CRD都应该有一个唯一的名称，以便在Kubernetes集群中标识和管理虚拟机；
虚拟机的规格：这包括虚拟机的CPU、内存、存储、网络配置等规格信息；规格决定了虚拟机的硬件资源分配和配置；
虚拟机的状态：虚拟机CRD还可以包括有关虚拟机当前状态的信息。
5.如权利要求1所述的一种容器与虚拟机统一管理的方法，其特征在于，所述步骤4中，监听CRD的创建请求，并根据规格创建和配置虚拟机资源，虚拟机控制器是一种自定义控制器，包括创建、启动、停止、删除、伸缩。
6.如权利要求1所述的一种容器与虚拟机统一管理的方法，其特征在于，所述步骤5中，实施虚拟机调度器指的是在Kubernetes集群中创建、配置和管理一个虚拟机调度器，用于决定在哪些计算节点上启动虚拟机。
7.如权利要求1所述的一种容器与虚拟机统一管理的方法，其特征在于，所述步骤6中，所述配置网络指的是将网络设置集成到容器与虚拟机统一管理的系统或方法中，以确保容器和虚拟机之间的网络通信和互操作性。
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