基于Docker的容器集群管理平台的研究与实现
发布时间：2023-05-27 00:12
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,...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 容器集群国内外研究现状
1.2.2 API网关的国内外研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 硕士在读期间主要完成工作
1.5 论文组织结构
第二章 容器集群管理平台相关技术研究
2.1 容器编排工具架构原理分析
2.2 服务注册中心
2.2.1 服务注册中心对比分析
2.2.2 Consul架构原理分析
2.3 集群监控工具
2.3.1 cAdvisor+Heapster架构原理分析
2.3.2 Prometheus架构原理分析
2.3.3 Heapster方案与prometheus对比
2.4 分布式存储
2.5 本章小结
第三章 容器集群管理平台的需求分析与总体设计
3.1 容器集群管理平台概述
3.1.1 服务容器集群管理平台特点
3.1.2 问题及挑战
3.2 容器集群管理平台需求分析
3.2.1 统一资源监控需求分析
3.2.2 自动伸缩需求分析
3.2.3 运维部署需求分析
3.2.4 服务管理需求分析
3.2.5 镜像管理需求分析
3.2.6 持续集成需求分析
3.2.7 系统易用性需求分析
3.3 容器集群管理平台系统架构设计
3.4 容器集群管理平台功能架构设计
3.4.1 系统资源监控模块概述
3.4.2 持续集成模块概述
3.4.3 自动伸缩模块概述
3.4.4 运维部署模块概述
3.4.5 服务管理模块概述
3.4.6 可视化Web平台模块概述
3.5 本章小结
第四章 基于API网关的服务管理的研究与实现
4.1 存在问题与研究挑战
4.2 API网关的总体架构设计
4.3 一种API生命周期管理方法的设计与实现
4.3.1 API注册与上线模块的设计与实现
4.3.2 服务健康检查的设计与实现
4.3.3 下线与注销的设计与实现
4.4 一种API网关动态服务路由技术的设计与实现
4.4.1 API服务获取模块设计与实现
4.4.2 基于过滤器的路由过滤规则模块设计与实现
4.4.3 路由可定制动态路由调度策略模块设计与实现
4.4.4 路由分发与匹配
4.5 一种API服务编排模块的设计与实现
4.5.1 组合服务编排系统架构设计
4.5.2 JSON数据结构设计与实现
4.5.3 组合Web服务执行引擎设计与实现
4.6 本章小结
第五章 基于Prometheus自动伸缩系统的研究与实现
5.1 研究背景
5.2 Kubernetes自动伸缩架构原理分析
5.2.1 自动伸缩
5.2.2 Kubernetes自动伸缩Horizontal Pod Autoscaling
5.3 基于Prometheus自动伸缩的设计与实现
5.3.1 基于HPA的自动伸缩设计与实现
5.3.2 基于AlertManager的自动伸缩设计与实现
5.4 本章小结
第六章 容器集群管理平台详细设计与实现
6.1 统一资源监控模块的设计与实现
6.1.1 数据采集
6.1.2 数据处理
6.1.3 数据存储
6.1.4 数据可视化展示
6.1.5 监控报警
6.2 运维部署模块的设计与实现
6.2.1 应用管理模块的设计与实现
6.2.2 Web控制台设计与实现
6.2.3 日志处理模块设计与实现
6.2.4 存储模块设计与实现
6.2.5 主机管理模块设计与实现
6.3 持续集成模块的详细设计与实现
6.3.1 基于Gitlab的私有代码仓库
6.3.2 自动构建模块
6.3.3 镜像管理模块
6.3.4 应用部署模块
6.4 可视化Web平台设计与实现
6.4.1 可视化平台整体架构
6.4.2 基于Vue.js+Echarts的可视化平台设计与实现
6.5 本章小结
第七章 容器集群管理平台的测试与系统展示
7.1 测试部署环境
7.2 系统测试
7.2.1 统一监控模块功能测试
7.2.2 自动伸缩模块功能测试
7.2.3 运维部署模块功能测试
7.2.4 持续集成模块功能测试
7.2.5 基于API网关的服务管理模块功能测试
7.3 本章小结
第八章 总结与展望
8.1 本文工作总结
8.2 本文工作不足及前景展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3823532
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 容器集群国内外研究现状
1.2.2 API网关的国内外研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 硕士在读期间主要完成工作
1.5 论文组织结构
第二章 容器集群管理平台相关技术研究
2.1 容器编排工具架构原理分析
2.2 服务注册中心
2.2.1 服务注册中心对比分析
2.2.2 Consul架构原理分析
2.3 集群监控工具
2.3.1 cAdvisor+Heapster架构原理分析
2.3.2 Prometheus架构原理分析
2.3.3 Heapster方案与prometheus对比
2.4 分布式存储
2.5 本章小结
第三章 容器集群管理平台的需求分析与总体设计
3.1 容器集群管理平台概述
3.1.1 服务容器集群管理平台特点
3.1.2 问题及挑战
3.2 容器集群管理平台需求分析
3.2.1 统一资源监控需求分析
3.2.2 自动伸缩需求分析
3.2.3 运维部署需求分析
3.2.4 服务管理需求分析
3.2.5 镜像管理需求分析
3.2.6 持续集成需求分析
3.2.7 系统易用性需求分析
3.3 容器集群管理平台系统架构设计
3.4 容器集群管理平台功能架构设计
3.4.1 系统资源监控模块概述
3.4.2 持续集成模块概述
3.4.3 自动伸缩模块概述
3.4.4 运维部署模块概述
3.4.5 服务管理模块概述
3.4.6 可视化Web平台模块概述
3.5 本章小结
第四章 基于API网关的服务管理的研究与实现
4.1 存在问题与研究挑战
4.2 API网关的总体架构设计
4.3 一种API生命周期管理方法的设计与实现
4.3.1 API注册与上线模块的设计与实现
4.3.2 服务健康检查的设计与实现
4.3.3 下线与注销的设计与实现
4.4 一种API网关动态服务路由技术的设计与实现
4.4.1 API服务获取模块设计与实现
4.4.2 基于过滤器的路由过滤规则模块设计与实现
4.4.3 路由可定制动态路由调度策略模块设计与实现
4.4.4 路由分发与匹配
4.5 一种API服务编排模块的设计与实现
4.5.1 组合服务编排系统架构设计
4.5.2 JSON数据结构设计与实现
4.5.3 组合Web服务执行引擎设计与实现
4.6 本章小结
第五章 基于Prometheus自动伸缩系统的研究与实现
5.1 研究背景
5.2 Kubernetes自动伸缩架构原理分析
5.2.1 自动伸缩
5.2.2 Kubernetes自动伸缩Horizontal Pod Autoscaling
5.3 基于Prometheus自动伸缩的设计与实现
5.3.1 基于HPA的自动伸缩设计与实现
5.3.2 基于AlertManager的自动伸缩设计与实现
5.4 本章小结
第六章 容器集群管理平台详细设计与实现
6.1 统一资源监控模块的设计与实现
6.1.1 数据采集
6.1.2 数据处理
6.1.3 数据存储
6.1.4 数据可视化展示
6.1.5 监控报警
6.2 运维部署模块的设计与实现
6.2.1 应用管理模块的设计与实现
6.2.2 Web控制台设计与实现
6.2.3 日志处理模块设计与实现
6.2.4 存储模块设计与实现
6.2.5 主机管理模块设计与实现
6.3 持续集成模块的详细设计与实现
6.3.1 基于Gitlab的私有代码仓库
6.3.2 自动构建模块
6.3.3 镜像管理模块
6.3.4 应用部署模块
6.4 可视化Web平台设计与实现
6.4.1 可视化平台整体架构
6.4.2 基于Vue.js+Echarts的可视化平台设计与实现
6.5 本章小结
第七章 容器集群管理平台的测试与系统展示
7.1 测试部署环境
7.2 系统测试
7.2.1 统一监控模块功能测试
7.2.2 自动伸缩模块功能测试
7.2.3 运维部署模块功能测试
7.2.4 持续集成模块功能测试
7.2.5 基于API网关的服务管理模块功能测试
7.3 本章小结
第八章 总结与展望
8.1 本文工作总结
8.2 本文工作不足及前景展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3823532
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/glzh/3823532.html