[发明专利]可扩展且安全的容器

说明书

提供了一种动态配置虚拟机以适应微服务应用程序的请求并在具有最佳计算资源的虚拟机中执行微服务应用程序的系统和方法。该方法包括：创建包括第一虚拟CPU的动态可配置虚拟机，接收微服务应用代码，链接微服务应用代码以生成可执行代码，确定并分配动态可配置虚拟机中用于执行可执行代码的存储器，使用动态可配置虚拟机来执行可执行代码，确定动态可配置虚拟机是否需要重新配置，以及响应于确定虚拟机需要重新配置而进行对动态可配置虚拟机的重新配置。

技术领域

本公开涉及基于容器的技术。具体地，本公开涉及提供容器中各个微服务实例的虚拟机级隔离。更具体地，本公开涉及动态配置虚拟机以适应微服务应用程序的请求并在具有优化计算资源的虚拟机中执行微服务应用程序。

背景技术

微服务是云原生计算的基本范例。每个微服务都由一个小团队开发，并提供自己定义明确、可维护和可测试的功能。它可独立于应用的其余部分进行部署。每个微服务都被设计为通过产生任意数量的实例来按需独立扩展。

Linux提供了极其丰富的原语(primitive)和工具的集合，包括对复杂的共享内存数据结构、进程间通信、文件系统层次结构中的持久共享数据等的支持。这些原语和工具对于大型单体应用非常有帮助。相比之下，微服务本质上并不适合使用Linux的这些工具。事实上，使用这些工具是有问题的，因为它限制了Web级应用的可扩展性、可测试性和可部署性。相反，微服务是简单的组件，通过定义明确的(通常是RESTful的)网络API进行交互。

现有的容器(例如，容器)是打包代码及其所有依赖的标准软件单元，因此应用可以从一个计算环境快速且可靠地运行到另一个计算环境。容器为微服务提供技术支持——微服务的每个实例都运行在自己的容器中。容器提供了一种完全隔离的错觉，因此每个容器都被认为是主机计算环境的唯一占用者。

但就其所有优点而言，现有的容器具有显著缺点。它们几乎不像当前的黄金标准——虚拟机那样彼此隔离。它们通常需要一到几秒钟才开始，这会给许多云原生应用带来性能问题。此外，它们为兆字节的微服务占用了千兆字节的存储器，因此大规模执行它们的成本很高。

发明内容

本文介绍的技术至少部分地通过提供一种容器来克服现有技术的缺陷和限制，该容器支持各个微服务实例的虚拟机级隔离，与常规系统进程的快速启动时间和运行时效率组合，具有较小且不可变的可执行代码制品的附加益处。

本文描述的容器解决方案包括执行特定代码的动态可配置虚拟机。该动态可配置虚拟机由内部执行的代码配置并适用该代码。与现有的现有技术虚拟机不同，动态可配置虚拟机并不仿真现有物理机的硬件全集。本公开的虚拟机不需要模仿通用计算机的全部能力，或者包括在传统的通用操作系统中实现的所有工具，因此，虚拟机的复杂性和大小，以及用于执行虚拟机所需的计算机和网络资源，都显著被降低。

根据本公开中描述的主题的一个方面，一种产品容器，包括：包含库函数集合的第一容器库；以及具有第一虚拟CPU和存储器的第一动态可配置虚拟机，第一动态可配置虚拟机耦接以访问第一库容器，第一动态可配置虚拟机适用于运行可执行代码并确定执行可执行代码是否需要重新配置。

本公开的动态可配置虚拟机以最小存储器开始以存储可执行代码和单个虚拟中央处理单元(CPU)。当代码执行并请求附加硬件时，动态可配置虚拟机添加或分配存储器和虚拟处理器。当请求改变时，动态可配置虚拟机还可以移除或解除分配存储器和虚拟处理器。因此，动态可配置虚拟机允许动态配置，该动态配置与现有的现有技术虚拟机中的刚性存储器和处理器配置不同。结果，与现有的现有技术虚拟机相比，动态可配置虚拟机减少了启动时间，因为动态可配置虚拟机被简化(除了单个CPU和存储器之外，不仿真任何不必要的硬件)并适用于执行微服务的需要。动态可配置虚拟机还提高了运行时效率，因为它可以被动态配置。动态可配置虚拟机支持静态链接、动态链接以及静态和动态链接两者，这允许紧凑的运行时库以及小型且不可变的可执行代码。