虚拟仪器测量系统的容器化研究与实现

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随着云计算技术发展,虚拟仪器测量系统逐渐网络化,并在电力电工系统、教育教学等多个领域广泛应用。虚拟仪器测量系统需要一种全新的应用架构,来解决不断变更的测量需求、系统扩展性需求、分布式系统管理等问题。随着云原生计算时代的到来,以Kubernetes为代表的容器技术逐渐成为云计算发展的新趋势,因此容器技术在云仪器中的应用将为虚拟仪器测量系统带来应用架构层面的革新。本文以虚拟仪器测量系统的容器化研究与实现为主题,构建基于Kubesphere容器云平台的新一代云原生模式的虚拟仪器测量系统。主要工作如下:1)系统的分层设计。从硬件设施到顶层的Web应用设计成仪器层、仪器代理层、Python仪器服务层、Go Web服务层和React Web前端服务层五层,以实现高内聚、低耦合的虚拟仪器测量系统。2)仪器云和容器云平台的构建。通过网络将仪器集群虚拟化为虚拟仪器资源池,进而组成仪器云;在Kubernetes基础上构建Kubesphere容器云平台。3)容器-仪器通信架构的研究与实现。通过深入研究Linux内核、容器数据卷和VISA技术,提出并实现了容器-仪器通信架构,为基于容器云平台的虚拟仪器测量系统提供底层通信基础。4)虚拟仪器测量系统的功能性开发与云原生应用管理。基于以上分层设计以及容器仪器云平台的研究工作,开发了虚拟仪器测量系统的登录注册功能及实时测量功能,并通过Kubesphere部署和管理虚拟仪器测量系统。本文研究成果,可为开发和运维人员提供基于Kubesphere容器云平台管理的虚拟仪器测量系统,相比于传统的测量系统更加高效、透明、灵活、安全和易管理,是一种新一代云原生应用管理模式的测量系统。图33幅,表4个,参考文献62篇
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