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基于Docker的容器集群管理平台的研究与实现

张城城  
【摘要】:随着微服务架构和以Docker为代表的容器虚拟化技术的发展,基于Docker容器化的微服务应用部署方式,为广大开发人员提供了高效、敏捷和轻量级方案。但如何对分布在多个主机上的大量Docker容器应用构成的容器集群进行统一的监控运维管理便成了亟需解决的问题。目前开源也推出了诸多容器集群管理工具如Swarm、Marathon、Kubernetes等,但还存在如下问题:(1)当前的开源工具主要实现了对容器的编排管理功能,没有实现对镜像管理、持续集成、运维部署和远程调试等综合功能。同时都是基于命令行操作的分布式系统,对用户的分布式系统和Linux系统知识要求较高,导致用户入门门槛高,学习成本大。(2)目前对应用的自动伸缩功能支持不完善,目前支持单一伸缩指标,不能基于用户自定义的监控指标进行伸缩。(3)无法对集群中部署的大量Docker服务提供的对外服务能力进行统一的上线、发布、监控检查、下线等生命周期进行统一的管理。本文针对以上问题构建了一个基于Docker的容器集群管理平台。主要研究内容包括以下三个部分:1)一种基于自定义监控指标的自动伸缩系统的研究与实现,主要包括收集用户自定义的监控指标,实现基于用户自定义的多种监控指标进行自动伸缩,使应用满足在各种场景下的需求。2)一种基于API网关的服务管理的研究与实现,使用API网关作为平台中服务的统一入口,实现对应用的注册、上线,发布、监控检查、下线等全生命周期管理。3)一种基于Docker的容器集群管理平台的构建,基于以上研究内容,构建了一个容器集群管理平台,包括应用的统一资源监控模块、自动伸缩模块、运维管理模块、服务管理模块、持续集成模块和web控制台等模块。本文构建的基于Docker容器集群管理平台,实现了对平台中部署的应用的统一管理,同时实现了集群及应用的统一监控、运维、部署和远程应用调试等多种功能并通过可视化Web界面的方式降低了用户对容器集群管理的学习成本和入门门槛。本系统已经交付甲方进行使用,并且已经在实验室的容器集群中部署使用。


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