[发明专利]基于云平台的集群节点伸缩系统及实现方法和运行方法

说明书

本发明公开了一种基于云平台的集群节点伸缩系统，包括：节点管理中心，用于提供一个可视化的便捷操作的web界面和后端；自定义节点管理器，用于提供一个自定义的节点添加和删除功能的API和控制监听功能，以执行相应的操作构造一个短期工作的Job任务；虚拟机资源池，用于负责将虚拟机资源添加到虚拟机资源池中、或者从虚拟机资源池中删除、并管理添加到虚拟机资源池中的虚拟机的状态信息，比如是否处于闲置状态还是工作状态；Job任务管理器，用于负责监听Job任务的创建，并按照Job任务提供的参数，执行相应的节点添加或者删除任务；Worker镜像仓库，用于存储上传的镜像，预置一些提前制作好的worker工作镜像。本发明还提供了相应的实现和运行方法。

技术领域

本发明属于微服务容器云平台技术领域，更具体地，涉及一种基于云平台的集群节点伸缩系统及实现方法和运行方法。

背景技术

随着微服务技术及容器云平台技术的不断发展，微服务以容器承载运行的方式越来越普及，另一方面，由于大型软件产品被拆分成若干个小型微服务应用，并被容器云平台编排管理；因此，当容器云平台所管理的容器应用越来越多时，所需要的计算能力也就越大，即当容器云平台集群节点计算资源不够时，需要及时扩展容器平台的节点资源。

Docker镜像是容器的基础，容器是镜像的运行实例。图1描述了镜像分层存储文件结构，位于最下层是基础镜像层，它提供容器启动所需要的操作系统，微服务应用镜像就是在基础镜像上一层层叠加生成，每一层都根据层数据内容生成唯一哈希值，也就是层ID。Docker根据镜像描述文件(dockerfile)中包含的一系列构建指令，创建服务镜像。

Docker镜像仓库存储了每个服务应用的镜像数据，镜像在仓库中按层存储，每层数据都有唯一哈希ID标识。仓库为存储的服务镜像创建摘要文件，记录该服务镜像名称、版本及其所包含层Id等元数据信息。镜像仓库这种基于分层存储特点，使得不同服务镜像能够共享基础层数据，极大节省了存储资源，图2描述了镜像在仓库中存储方式。

Docker提供指令，与远程镜像仓库接口对接，实现从本地推送或从远程仓库拉取指定版本服务镜像数据。

Kubernetes是一个开源容器云管理平台，为容器云集群提供资源调度、扩缩容、自动化部署等一整套管理功能，它以容器组为逻辑管理单元，每个容器组中包含一个或多个docker容器进程，是一个主从分布式架构系统，基本上所有的kubernetes请求命令都会发送给它，由它负责具体的执行过程。Master通常会占据一个独立的服务器(通常建议搭建多台Master集群模式)，图3描述了一个kubernetes工作的基础架构图。Kubernetes包含Master和Node两部分，Master部分作为它的控制平面，是集群的控制节点。

Master：master节点是集群的控制节点，负责整个集群的管理和控制。针对集群执行的控制命令都是发送给master节点的，master节点作为一个中央大脑，master节点默认是不执行工作负载的，是kubernetes系统的控制平面。Master节点上运行的主要组件有：

Kube-Apiserver：对外提供http rest服务，是集群控制的入口，任何的资源请求或者调用操作都是通过kuber-apiserver提供的接口进行。

Etcd：是kubernetes提供的一个高可用的键值数据库，用于保存集群所有的网络配置和资源状态的对象信息，即集群的整个状态信息。集群中所有的数据变更，都是通过kube-apiserver进行的。

Kube-Scheduler：监听新创建的但没有分配Node的Pod，并通过一系列调度算法选择一个最适合的Node节点。调度成功后，会将pod信息绑定到目标Node节点上，同时将信息写入到etcd组件中。