基于容器云平台的网络资源管理与配置系统设计与实现

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云平台利用虚拟化技术来实现大规模底层物理资源的管理和弹性伸缩。在过去的很长一段时间内,虚拟机一直扮演着云平台基础设施层骨干的角色,用它来提供物理资源的隔离和控制。然而虚拟机由于额外的虚拟化控制层给云平台造成了性能上的额外损失。容器是一个类似但更加轻量级的解决方案,它与传统的虚拟机相比,使用起来资源额外开销更小,启动销毁时间也更少,被认为是云平台上更好的应用程序发布部署的方案。这既是云平台使用容器的机遇,更是对容器综合技术的挑战。目前容器技术在网络,安全,存储等诸多方面尚未成熟,距离真正成为云平台的构建基础还有一段路要走。本论文重点分析了目前容器云平台网络方面的挑战,并通过对业界现存的基于容器的网络工具的调研,发现现有的解决方案在网络隔离,网络资源控制及网络弹性扩展等方面做的工作还很有限,并不能完全满足云平台对网络的需求。针对目前容器云平台面临的网络问题,本论文提出如下的3个具体的解决方案:1利用网络虚拟化技术将云平台底层的物理网络划分成多租户使用的虚拟网络,每个租户使用一个独立且互相隔离的虚拟网络。除了隔离功能外,虚拟网络扩展更加弹性,计算任务在虚拟网络上迁移也更加便利。2通过使用Linux提供的网络流量控制接口对租户的每个容器的网络资源进行控制,填补了现有网络解决方案不能控制容器使用网络资源量的空白。除了资源控制外,本方案还支持对每个容器的历史发送及接收流量的查询和实时网络发送及接收速度的监控。3通过使用分布式配置管理和集群成员自治等技术,新方案比原来人工或半自动化配置网络的方法快速灵活,且它最大限度地减少了人工干预,适应容器云平台大规模网络配置的需求。本文不仅提出了解决问题的技术方案,还通过实际软件开发实现了它们,并通过实验验证该工具可以满足容器云平台的网络隔离和资源控制等方面的需求,可以帮助更好地管理云平台的网络资源。
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