CN117608597A - 一种基于x86服务器集群的软件自动化部署系统及方法 - Google Patents

一种基于x86服务器集群的软件自动化部署系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统及方法。在一具体实施方式中，所述系统包括：软件配置模块，用于对通用平台中的各个节点进行初始化配置；软件部署模块，用于执行通用平台软件安装操作，以完成通用平台各节点软件的安装部署；自动化测试模块，用于检查通用平台软件安装完成后的功能，查看通用平台各个节点的软件服务状态是否符合要求，还用于收集并分析通用平台各个节点软硬件资源信息。

Description

一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统及方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域。更具体地，涉及一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统及方法。
背景技术
目前，由于雷达后端通用平台的业务需求更加复杂，后端平台的整体规模也越来越大，向机房和数据中心的规模发展，平台在硬件上由不同类型的服务器节点组成，对外呈现的形态是服务器集群，服务器集群按照节点所承担的业务类型可以分为计算节点、存储节点、备份节点、管理节点、接口节点等。通用平台软件管理安装是平台管理运维工作中的重要内容，软件配置和安装工作量随着平台中的集群规模的扩大大幅提高，通用平台不同节点的配置、安装的软件/软件等存在较大的差异性，手动部署规模较大的通用后端平台系统已经变得非常不现实，工作量大、工作内容重复冗余，不但效率低下，容易出错，还浪费了大量的人力物力，并且无法保证同类型节点配置和软件安装的一致性，导致后续业务出现问题的概率大大增加，导致系统稳定性下降。所以对于通用平台的软件自动化部署研究势在必行，软件自动化部署能够减少人为的操作错误，增强系统的稳定性和可靠性，简化部署操作，可以实现相关业务软件的一键化部署，减轻部署人员和运维人员的负担，减少部署时间，提高部署效率。
虽然在基于X86服务器的集群管理运维领域中，存在比较成熟的类似Ansible等自动化运维工具，集合了众多运维工具(puppet、chef、func、fabric)的优点，借助Expect工具和Shell脚本可以实现批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能，但是Ansible工具重点在于集群日常的运维，功能臃肿，业务冗余，占用资源多，尤其是在自动化软件安装时灵活性较差，只能执行简单场景下的软件部署，无法支持一些特定专业软件的自动化部署，或者导致复杂场景下的软件安装兼容性问题的可能性大大增加，故而不能很好地适用于雷达后端通用平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统和方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明第一方面提供一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统，用于雷达后端的通用平台，所述系统包括：
软件配置模块，用于对通用平台中的各个节点进行初始化配置；
软件部署模块，用于执行通用平台软件安装操作，以完成通用平台各节点软件的安装部署；
自动化测试模块，用于检查通用平台软件安装完成后的功能，查看通用平台各个节点的软件服务状态是否符合要求，还用于收集并分析通用平台各个节点软硬件资源信息。
可选地，所述通用平台包括
管理节点，用于对通用平台集群节点进行管理和对数据库进行管理；
接口节点作为对外数据接口，用于接收外部数据及预处理外部数据；
备份节点，用于对数据进行备份；
存储节点，用于将外部数据直接存储；
计算节点，用于使用服务器的CPU和GPU资源进行通信和对外部数据进行计算。
可选地，所述通用平台硬件包括数据接口服务器、计算服务器、存储服务器和管理服务器；
可选地，所述通用平台包括双管理节点，使用主备模式，当一个节点挂掉以后，启用另一个节点的资源，以使得业务不会受到影响。
可选地，所述通用平台软件配置模块包括
配置管理，用于获取安装部署节点信息以及配置参数信息，
执行文件，用于将配置管理获取的信息传送到软件部署模块，还用于调用软件部署模块中的执行文件，以使得软件部署模块执行对应的配置或者部署安装操作。
可选地，配置管理获取的信息分为系统配置信息和软件配置信息，
所述系统配置信息包括主机列表信息配置、软件列表信息配置、集群SSH配置和YUM配置，
所述软件配置包括安装调用接口配置、部署参数配置和环境变量配置。
可选地，所述主机列表配置中配置了通用平台中节点的主机列表信息，包括主机名称、主机类型和主机管理IP；
软件列表配置中配置当前支持的自动化部署软件清单，并且针对不同类型节点组装对应节点需要部署安装的软件集合，软件集合用于提供给软件部署模块进行软件安装；
SSH配置，用于实现节点之间免密互信；
YUM配置，用于实现局域网内的统一软件管理中心配置；
安装调用接口配置，用于实现当前软件的部署调用接口的配置，提供调用形式统一的调用接口；
部署参数配置，用于定义每个软件安装的安装参数，包括安装目录、软件安装包和日志目录；
环境变量配置，用于定义当前软件安装过程中系统变量和局部变量的要求。
本发明第二方面提供一种基于X86服务器集群的软件自动化部署方法，包括：
将所有软件的安装服务组成服务集，提供统一的安装调用接口；
软件配置模块对通用平台中的各个节点进行初始化配置，并将不同类型节点需要安装的软件根据其类型进行汇总组装；
通过通用平台的管理节点将各个汇总组装的软件包分发到通用平台的各个节点；
通过远程SSH的方式调用部署在通用平台各个节点的软件部署模块，使其执行软件自动化安装任务；
管理节点通过轮询的方式查看每个节点的软件自动化部署进度，直至各个节点的自动安装任务完成，并详细记录安装过程日志；
自动化测试模块检查通用平台软件安装完成后的功能，查看通用平台各个节点的软件服务状态是否符合要求，收集并分析通用平台各个节点软硬件资源信息。
本发明第三方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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本发明第二方面提供的方法。
本发明第四方面提供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本发明第二方面提供的方法。
可选地，自动化测试模块通过一系列的测试脚本实现测试功能，自动化测试脚本用于检测部署好的通用平台是否实现了应有的功能，是否能够正常运行，以及获取通用平台的相关资源信息。当通用平台部署完成之后，可以在集群中的各个节点上导入环境变量，并输入命令查看相关软件是否安装，相关服务是否配置和启动。
本发明的有益效果如下：
本发明完成对平台集群各类节点的软件自动化部署；大大节省部署运维成本，高效保证平台集群的软件一致性和系统稳定性。脱离了集群形态的限制，通过参数化配置的方式可以适用于不同硬件拓扑关系的平台集群系统，具有较好的灵活性，适合在各类平台集群系统中进行推广和应用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的一个实施例可以应用于其中的示例性系统架构图。
图2示出本发明通用平台软硬件的架构图。
图3示出本发明通用平台软件自动化部署总体设计示意图。
图4示出本发明软件配置模块实施方式示意图。
图5示出本发明软件部署模块实施方式示意图。
图6示出本发明一个实施例中自动化测试策略配置参数示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例和附图1-6对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统，用于雷达后端的通用平台，所述系统包括：
软件配置模块，用于对通用平台中的各个节点进行初始化配置；
软件部署模块，用于执行通用平台软件安装操作，以完成通用平台各节点软件的安装部署；
自动化测试模块，用于检查通用平台软件安装完成后的功能，查看通用平台各个节点的软件服务状态是否符合要求，还用于收集并分析通用平台各个节点软硬件资源信息。
本发明支持通过修改平台系统配置参数和软件安装配置参数文件，然后启动自动化部署进程，完成平台相关配置和软件自动化部署。通用平台部署完成后可以使用自动化测试模块进行平台资源检查和基本功能测试，保障平台稳定性。
一个实施例中，如图2所示，所述通用平台包括
管理节点，用于对通用平台集群节点进行管理和对数据库进行管理；
接口节点作为对外数据接口，用于接收外部数据及预处理外部数据；
备份节点，用于对数据进行备份；
存储节点，用于将外部数据直接存储；
计算节点，用于使用服务器的中央处理器(CPU，Central Processing Unit/Processor)和图形处理器(GPU，Graphics Processing Unit)资源进行通信和对外部数据进行计算。
具体的，如图3所示，管理节点需要安装部署数据库软件、远程登录软件、界面开发软件和系统监控软件等；
接口节点需要安装部署无限宽带技术(IB，InfiniteBand)高速传输服务、CUDA(Compute Unified Device Architecture)开发软件包、系统监控组件等；
备份节点需要安装IB高速传输服务、JBOD管理组件、系统监控组件等；
存储节点需要安装部署分布式存储软件、IB高速传输支撑服务、系统监控组件等；
计算节点是平台中的计算核心，需要安装MKL并行计算组件、NVIDIA驱动组件、CUDA软件开发组件、CUDA开发界面工具等。
所述通用平台硬件包括数据接口服务器、计算服务器、存储服务器和管理服务器；
一个实施例中，所述通用平台包括双管理节点，使用主备模式，当一个节点挂掉以后，启用另一个节点的资源，以使得业务不会受到影响。
一个实施例中，如图4所示，所述通用平台软件配置模块包括
配置管理，用于获取安装部署节点信息以及配置参数信息，
执行文件，用于将配置管理获取的信息传送到软件部署模块，还用于调用软件部署模块中的执行文件，以使得软件部署模块执行对应的配置或者部署安装操作。
可选地，配置管理获取的信息分为系统配置信息和软件配置信息，
所述系统配置信息包括主机列表信息配置、组件列表信息配置、集群SSH(SecureShell，安全外壳协议)配置和YUM(Yellow dog Updater,ModifiedShell前端软件包管理器)配置；
所述软件配置包括安装调用接口配置、部署参数配置和环境变量配置。
所述主机列表配置中配置了通用平台中节点的主机列表信息，包括主机名称、主机类型和主机管理IP；
组件列表配置中配置当前支持的自动化部署软件清单，并且针对不同类型节点组装对应节点需要部署安装的软件集合，软件集合用于提供给软件部署模块进行软件安装；
SSH配置，用于实现节点之间免密互信；
YUM配置，用于实现局域网内的统一软件管理中心配置；
安装调用接口配置，用于实现当前软件的部署调用接口的配置，提供调用形式统一的调用接口；
部署参数配置，用于定义每个软件安装的安装参数，包括安装目录、组件安装包和日志目录；
环境变量配置，用于定义当前软件安装过程中系统变量和局部变量的要求。
一个实施例中，如图5所示，一种基于X86服务器集群的软件自动化部署方法，包括：
将所有软件的安装服务组成服务集，提供统一的安装调用接口；
软件配置模块对通用平台中的各个节点进行初始化配置，并将不同类型节点需要安装的软件根据其类型进行汇总组装；
通过通用平台的管理节点将各个汇总组装的组件包分发到通用平台的各个节点；
通过远程SSH的方式调用部署在通用平台各个节点的软件部署模块，使其执行软件自动化安装任务；自动化部署过程大大减少了部署的时长，大大提升部署效率。
管理节点通过轮询的方式查看每个节点的软件自动化部署进度，直至各个节点的自动安装任务完成，并详细记录安装过程日志；
自动化测试模块检查通用平台软件安装完成后的功能，查看通用平台各个节点的软件服务状态是否符合要求，收集并分析通用平台各个节点软硬件资源信息。
一个实施例中，一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统包括：软件配置模块、软件安装模块和自动化测试模块，各个模块在实现层面高度集成，抽离公共模块，考虑到系统对通用性、平台移植性、高效性和安全性的要求，采用Python+Shell脚本语言进行开发，各子模块功能提供统一的调用接口，可以单独供外部系统调用，具有良好的灵活性。
执行脚本文件起到接口的作用，通过执行相应的命令可以使配置文件中的值能够顺利地传送到软件部署模块中去。除此之外，还能通过命令调用到软件部署模块中的执行文件，执行对应的配置或者部署安装操作。
通过软件部署配置模块已经完成配置YUM本地源，对于RPM(Red-Hat PackageManager，红帽软件包管理器)支持安装的软件，可以直接使用RPM接口进行软件安装，为了软件安装框架的统一性设计，各类节点的RPM安装软件采用自定义Shell调用入口统一管理，
一个实施例中，在安装MATLAB、Intel parallel_studio、CUDA等程序开发工具软件时，会涉及到人机交互操作，比如输入密钥、配置安装路径、菜单选择等，为了实现无人值守自动化部署，使用expect交互工具，expect是一个控制交互式程序的工具，用来实现自动和交互式任务进行通信，而无需人工干预，expect根据脚本确定程序在每一步的返回值，这种解释性语言用分支的形式提供了高度的控制力在用户和程序之间起桥梁的作用，使用户在脚本中更好地控制程序的运行方向。
一个实施例中，软件部署模块总入口在管理节点进行触发，通过配置子模块配置的主机列表对各个节点进行数据分发，然后并行在各个节点启动部署任务，节点部署任务入口依次通过配置系统配置的软件列表信息进行当前节点的软件部署，管理节点通过定时轮询机制查看部署节点的任务进度。直至任务完成，管理节点和被管理节点通过远程SSH协议进行交互。
一个实施例中，自动化测试模块通过一系列的测试脚本实现测试功能，自动化测试脚本用于检测部署好的通用平台是否实现了应有的功能，是否能够正常运行，以及获取通用平台的相关资源信息。当通用平台部署完成之后，可以在集群中的各个节点上导入环境变量，并输入命令查看相关软件是否安装，相关服务是否配置和启动。
一般来说，对于通用平台，需要检查比较重要的服务有计算、存储、千兆网络、IB网络、数据库等。自动化测试脚本需要完成执行命令并检查对应需要检查的关键项目，通过检查关键项的输出值是否为正常值来判断部署完成的系统中的服务是否运行正常。自动化测试主要是通过shell脚本开发，在脚本中运用sed、awk、grep、tuna、taskset、gnuplot、remotessh等工具实现集群系统在脱机自检下的功能、性能指标测试。测试内容主要包括安装软件列表、系统资源监控(CPU、GPU、内存、网络、磁盘)等。
(1)软件状态测试。使用自定义shell脚本开发实现各个节点安装软件列表的获取并打印输出；
(2)存储资源测试。使用fdisk、samrt等工具获取节点磁盘容量并打印输出；
(3)计算资源测试。使用pynvml和NVIDIA驱动获取GPU资源信息、使用psutil获取CPU资源信息等打印输出；
(4)网络资源测试。使用ib_write_bw、ib_write_lat测试节点间IB通信带宽和延时，使用iperf等工具网络带宽等。
模块支持在管理节点触发完成对所有节点进行自动化测试，同时也支持在单个节点的自动化测试。参照图6所示的自动化测试的策略配置文件。分别填写测试节点的ip、节点测试项目、测试结果生成文件信息等，这些参数自动导入，直接调用自动化测试脚本，便可获取测试结果。同时，自动化测试模块提供命令行的交互入口，便于用户在测试过程中按需进行测试。在对应节点调用测试入口脚本后，运行对应的测试项目，只需输入对应选项即可。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种基于X86服务器集群的软件自动化部署系统，其特征在于，用于雷达后端的通用平台，所述系统包括：
软件配置模块，用于对通用平台中的各个节点进行初始化配置；
软件部署模块，用于执行通用平台软件安装操作，以完成通用平台各节点软件的安装部署；
自动化测试模块，用于检查通用平台软件安装完成后的功能，查看通用平台各个节点的软件服务状态是否符合要求，还用于收集并分析通用平台各个节点软硬件资源信息。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述通用平台包括
管理节点，用于对通用平台集群节点进行管理和对数据库进行管理；
接口节点作为对外数据接口，用于接收外部数据及预处理外部数据；
备份节点，用于对数据进行备份；
存储节点，用于将外部数据直接存储；
计算节点，用于使用服务器的CPU和GPU资源进行通信和对外部数据进行计算。
3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述通用平台硬件包括数据接口服务器、计算服务器、存储服务器和管理服务器。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述通用平台包括双管理节点，使用主备模式，当一个节点挂掉以后，启用另一个节点的资源，以使得业务不会受到影响。
5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述通用平台软件配置模块包括
配置管理，用于获取安装部署节点信息以及配置参数信息，
执行文件，用于将配置管理获取的信息传送到软件部署模块，还用于调用软件部署模块中的执行文件，以使得软件部署模块执行对应的配置或者部署安装操作。
6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，配置管理获取的信息分为系统配置信息和软件配置信息，
所述系统配置信息包括主机列表信息配置、软件列表信息配置、集群SSH配置和YUM配置，
所述软件配置包括安装调用接口配置、部署参数配置和环境变量配置。
7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，
所述主机列表配置中配置了通用平台中节点的主机列表信息，包括主机名称、主机类型和主机管理IP；
软件列表配置中配置当前支持的自动化部署软件清单，并且针对不同类型节点组装对应节点需要部署安装的软件集合，软件集合用于提供给软件部署模块进行软件安装；
SSH配置，用于实现节点之间免密互信；
YUM配置，用于实现局域网内的统一软件管理中心配置；
安装调用接口配置，用于实现当前软件的部署调用接口的配置，提供调用形式统一的调用接口；
部署参数配置，用于定义每个软件安装的安装参数，包括安装目录、软件安装包和日志目录；
环境变量配置，用于定义当前软件安装过程中系统变量和局部变量的要求。
8.一种基于X86服务器集群的软件自动化部署方法，其特征在于，包括将所有软件的安装服务组成服务集，提供统一的安装调用接口；
软件配置模块对通用平台中的各个节点进行初始化配置，并将不同类型节点需要安装的软件根据其类型进行汇总组装；
通过通用平台的管理节点将各个汇总组装的软件包分发到通用平台的各个节点；
通过远程SSH的方式调用部署在通用平台各个节点的软件部署模块，使其执行软件自动化安装任务；
管理节点通过轮询的方式查看每个节点的软件自动化部署进度，直至各个节点的自动安装任务完成，并详细记录安装过程日志；
自动化测试模块检查通用平台软件安装完成后的功能，查看通用平台各个节点的软件服务状态是否符合要求，收集并分析通用平台各个节点软硬件资源信息。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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8所述的方法。
10.一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8所述的方法。
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