[发明专利]一种在容器环境中基于镜像装载的镜像构建及装载方法

说明书

本发明提出一种在容器环境中基于镜像装载的镜像构建及装载方法，包括如下步骤：步骤1、在镜像构建时，将基础运行环境部分和服务业务逻辑部分进行解耦；步骤2、解耦后将第一操作系统和基础软件构建为基础镜像；步骤3、将第二操作系统和服务程序部分构建为服务镜像，其中，所述第二操作系统占用的存储空间小于所述第一操作系统。将服务镜像和基础镜像分离，业务逻辑的镜像体积相对较小，有利于镜像的存储、分发。

技术领域

本发明涉及计算机系统领域，尤其是一种基于镜像装载的镜像构建及装载方法。

背景技术

Docker image是实现应用的存储、分发载体，其依赖于很多底层的技术，包括联合文件系统，写时复制等等。

镜像分层：镜像(Image)是一堆只读层(read-only layer)的统一视角，它们重叠在一起。除了最下面一层，其它层都会有一个指针指向下一层。这些层是Docker内部的实现细节，并且能够在主机的文件系统上访问到。统一文件系统(union file system)技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，是一个文件系统。

镜像调度管理工具：常见的容器调度管理工具有多种，如kubernets、swarm、mecos、等。其中，kubernetes的市场占有率最高，成为镜像调度管理工具的事实标准。Kubernetes是一个可移植的、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。Kubernetes拥有一个庞大且快速增长的生态系统。Kubernetes的服务、支持和工具广泛可用。

微服务架构：微服务架构风格是一种将一个单一应用程序开发为一组小型服务的方法，每个服务运行在自己的进程中，服务间通信采用轻量级通信机制。这些服务围绕业务能力构建并且可通过全自动部署机制独立部署。这些服务公用一个最小型的集中式的管理，服务可用不同的语言开发，使用不同的存储技术。

云原生：云原生是基于分布部署和统一运管的云端服务，以容器、微服务、DevOps等技术为基础建立的一套云技术产品体系。

云原生由微服务架构、DevOps和以容器为代表的基础架构组成。在生产实践过程中，随着微服务规模的增大，服务部署、运维过程遇到了诸多难题，诸如：镜像频繁构建，镜像体积过大，镜像有效内容占比小，镜像中程序和镜像中运行环境绑定，程序升级过程中镜像需要重做，打补丁过程中需批量替换镜像等。如何解决服务上述问题，对于简化部署运维复杂性，降低人力和时间成本至关重要。

虽然目前的一些方法可以解决大部分应用程序包更新的问题，但仍存在如下一些问题：

1、目前大部分镜像构建完成后，镜像中携带了服务运行过程中所需要的全部运行环境。比如java语言的war包程序，在运行过程中需要jvm环境和Tomcat环境等。在商业环境下，做出的镜像通常在几百兆的规模。而在对容器化不友好的一些操作系统中，镜像会达到1G甚至更大。较大的镜像会引发比如镜像构建消耗的时间更长；镜像的存储需要空间更多；镜像的传输或分发需要更多的时间等问题。特别是：镜像中真实有效的程序大小可能只有几十兆甚至几兆的大小，使得镜像中有效内容占比过小。

2、镜像过大，在镜像的分发、存储过程中，对环境提出了巨大的挑战。在分发过程中造成困难比如：在实时性有要求的场景下，镜像分发的时间消耗对于场景有决定性的作用。镜像过大势必会增大镜像分发的时间成本，进而对网络带宽提出了更高的要求。在边缘环境下，体积较大的镜像会消耗更时间，分发过程中出现网络问题的可能性更高，对于搭载服务的部署、升级等会造成操作上的困难，对网络的稳定性也提出更高的要求。在存储过程中造成困难由于边缘场景下存储有较大的限制，过大的镜像会对边缘环境下存储管理提出挑战。