基于Docker的设备管理云平台的设计与实现
发布时间：2021-07-09 04:03
随着近年来工业4.0的发展以及工业企业智能化设备的大规模引入,企业对厂区内设备管理系统的功能与性能提出了更高的要求。传统企业设备管理系统依赖传统工人手工录入设备信息、设备异常处理不及时、设备维护智能化管理程度不高、设备管理系统运维部署手段过于落后等问题,建立企业私有云平台成为工业信息系统发展的重点。本文基于Docker容器技术构建设备管理PaaS云平台,提供微服务化、轻量级、高效、敏捷的应用运维部署新方式。结合企业对设备管理业务特性与功能需求,从实际应用出发构建设备管理云平台实现对系统资源的统一监控与调度、更快捷的开发与部署,便于系统版本迭代升级,节约研发与运维成本的同时,为企业带来巨大经济效益,提升企业自身竞争力。为解决现有设备管理系统部署效率低的问题,提出了一种基于Docker容器技术与Kubernetes技术构建的设备管理系统云平台,分析了 Docker容器技术优势。基于Docker建立PaaS云服务,传统设备管理系统部署方式存在诸多弊端,结合工业智能系统云平台化的未来发展方向,设计微服务设备管理应用部署架构,分析容器技术在设备管理系统云平台部署应用中的优势。通过镜像代码仓库、镜...
【文章来源】：机械科学研究总院北京市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－?１?Ｄｏｃｋｅｒ虚拟化技术的不同之处??
ｅａｄｏｎｌｙ）、读写（ｒｅａｄ－ｗｒｉｔｅ）和写出（ｗｈｉｔｅｏｕｔ－ａｂｌｅ）权限｜３４’３５１，对于只读权限??的分支可进行增量修改，增量修改在只读层上层建立一层包含其全部内容，并不对??其进行修改，这形成了?Ｄｏｃｋｅｒ镜像的层级结构。不同的层级关系则代表了?Ｄｏｃｋｅｒ??容器文件系统中可以相互叠加的部分。在实际操作过程中若需要修改Ｄｏｃｋｅｒ镜像??时，不需要重新建立新的镜像，只需要在原有镜像上添加新的层级即可，在应用进??行版本升级时这种结构可以简化发布过程，其层级结构如图２－２所示。??将狀（ｒｅａｄ－ｗｒｉｔｅ?ｌａｙｅｒ）??愧像（ｒｅａｄ?ｌａｙｅｒ）??慎像（ｒｅａｄ?ｌａｙｅｒ）??镜像（ｒｅａｄ?ｌａｙｅｒ）??图２－?２?Ｄｏｃｋｅｒ分层结构??ＡＵＦＳ作为联合文件系统的一种，采用Ｕｎｉｏｎ?ｍｏｕｎｔ的挂载方式，允许在同一??时刻多种文件系统挂载在一起。挂载之后的文件系统以其目录为多种文件系统内容??合并的方式呈现。此方式挂载不会隐藏挂载点目录中的原始内容，将挂载点目录中??内容与被挂载内容进行合并，对全部内容提供一个独立的、统一的文件系统。其中??被合并的文件系统中只有一个会被以可读写模式（ｒｅａｄ－ｗｒｉｔｅ）模式挂载，其余的文??９??
个可读??写的文件系统层则称为Ｄｏｃｋｅｒ容器。??２．２．２?Ｄｏｃｋｅｒ容器的网络创建??Ｄｏｃｋｅｒ保障了应用在完全隔离的容器环境内运行，容器包含了应用运行所需的??所有内容。容器的创建过程为：父进程运用ｎａｍｅｓｐａｃｅ技术通过ｆｏｒｋ创建子进程，??保证了子进程的命名空间隔离；创建完毕后使用Ｃｇｒｏｕｐｓ对子进程资源进行限制，??同时在子进程ｎａｍｅｓｐａｃｅ内创建应用所需环境，最终完成容器的建立。Ｄｏｃｋｅｒ可以??根据进程需要创建隔离的或共享的网络环境，网络创建流程如图２－３所示。Ｄｏｃｋｅｒ??容器的网络模式分为四种｜３６］：?Ｂｒｉｄｇｅ桥接模式、Ｈｏｓｔ模式、Ｏｔｈｅｒ?Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ模式以??及Ｎｏｎｅ模式。??Ｄｏｃｋｅｒ?Ｃｌｉｅｎｔ???ｊ???Ｄｏｃｋｅｒ?Ｄａｅｍｏｎ??Ｉ??”?”??Ｅｘｅｃｄｒｉｖｅｒ?Ｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒ??＾???Ｌｉｂｃｏｎｔａｉｎｅｒ???ｊ???Ｄｏｃｋｅｒ??Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ??图２－?３?Ｄｏｃｋｅｒ?Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ网络创建流程图??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]云端融合的工业互联网体系结构及关键技术[J]. 罗军舟,何源,张兰,刘亮,孙茂杰,熊润群,东方. 中国科学:信息科学. 2020(02)
[2]基于Docker的DevOps系统设计与实现[J]. 丁海斌,崔隽,陆凯. 指挥信息系统与技术. 2017(03)
[3]面向微服务架构的容器级弹性资源供给方法[J]. 郝庭毅,吴恒,吴国全,张文博. 计算机研究与发展. 2017(03)
[4]基于Docker、Swarm、Consul与Nginx构建高可用和可扩展Web服务框架的方法[J]. 张宁溪,朱晓民. 电信技术. 2016(11)
[5]基于Docker Swarm集群的调度策略优化[J]. 卢胜林,倪明,张翰博. 信息技术. 2016(07)
[6]基于HTML5的混合移动应用开发[J]. 顾学海,胡牧,蒋厚明,王俊. 计算机系统应用. 2016(05)
[7]混合移动应用开发模式的新策略[J]. 杜帅,鄂海红,许可. 软件. 2015(06)
[8]基于Docker的平台即服务架构研究[J]. 张建,谢天钧. 信息技术与信息化. 2014(10)
[9]Linux下联合文件系统的研究及性能分析[J]. 吴超,陈启安. 电脑知识与技术. 2013(36)
[10]云计算:体系架构与关键技术[J]. 罗军舟,金嘉晖,宋爱波,东方. 通信学报. 2011(07)
硕士论文
[1]ICICOS工业云智能控制系统的研究与开发[D]. 苏为斌.山东大学 2019
[2]基于Kubernetes的资源调度与监控系统的设计与实现[D]. 宋霖.北京邮电大学 2019
[3]基于语义的工业设备信息管理系统设计与实现[D]. 文艺.重庆邮电大学 2019
[4]基于现代Web技术的制造执行系统研究[D]. 郭政健.北京邮电大学 2019
[5]基于改进的人工蜂群算法Docker Swarm集群调度方法设计与实现[D]. 鲁洪宽.山东大学 2018
[6]基于docker的持续集成及发布平台的设计与实现[D]. 刘梅.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
[7]面向微服务架构的容器云平台设计与实现[D]. 于泽萍.哈尔滨工业大学 2018
[8]私有云管理平台H3Cloud OS数据库服务模块的设计与实现[D]. 黎菁.东南大学 2018
[9]基于微服务架构的制造执行系统设计与实现[D]. 陆文虎.浙江大学 2018
[10]基于Docker的云平台构建及集群管理优化技术的研究[D]. 张宁.华北电力大学(北京) 2018
本文编号：3272985
【文章来源】：机械科学研究总院北京市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－?１?Ｄｏｃｋｅｒ虚拟化技术的不同之处??
ｅａｄｏｎｌｙ）、读写（ｒｅａｄ－ｗｒｉｔｅ）和写出（ｗｈｉｔｅｏｕｔ－ａｂｌｅ）权限｜３４’３５１，对于只读权限??的分支可进行增量修改，增量修改在只读层上层建立一层包含其全部内容，并不对??其进行修改，这形成了?Ｄｏｃｋｅｒ镜像的层级结构。不同的层级关系则代表了?Ｄｏｃｋｅｒ??容器文件系统中可以相互叠加的部分。在实际操作过程中若需要修改Ｄｏｃｋｅｒ镜像??时，不需要重新建立新的镜像，只需要在原有镜像上添加新的层级即可，在应用进??行版本升级时这种结构可以简化发布过程，其层级结构如图２－２所示。??将狀（ｒｅａｄ－ｗｒｉｔｅ?ｌａｙｅｒ）??愧像（ｒｅａｄ?ｌａｙｅｒ）??慎像（ｒｅａｄ?ｌａｙｅｒ）??镜像（ｒｅａｄ?ｌａｙｅｒ）??图２－?２?Ｄｏｃｋｅｒ分层结构??ＡＵＦＳ作为联合文件系统的一种，采用Ｕｎｉｏｎ?ｍｏｕｎｔ的挂载方式，允许在同一??时刻多种文件系统挂载在一起。挂载之后的文件系统以其目录为多种文件系统内容??合并的方式呈现。此方式挂载不会隐藏挂载点目录中的原始内容，将挂载点目录中??内容与被挂载内容进行合并，对全部内容提供一个独立的、统一的文件系统。其中??被合并的文件系统中只有一个会被以可读写模式（ｒｅａｄ－ｗｒｉｔｅ）模式挂载，其余的文??９??
个可读??写的文件系统层则称为Ｄｏｃｋｅｒ容器。??２．２．２?Ｄｏｃｋｅｒ容器的网络创建??Ｄｏｃｋｅｒ保障了应用在完全隔离的容器环境内运行，容器包含了应用运行所需的??所有内容。容器的创建过程为：父进程运用ｎａｍｅｓｐａｃｅ技术通过ｆｏｒｋ创建子进程，??保证了子进程的命名空间隔离；创建完毕后使用Ｃｇｒｏｕｐｓ对子进程资源进行限制，??同时在子进程ｎａｍｅｓｐａｃｅ内创建应用所需环境，最终完成容器的建立。Ｄｏｃｋｅｒ可以??根据进程需要创建隔离的或共享的网络环境，网络创建流程如图２－３所示。Ｄｏｃｋｅｒ??容器的网络模式分为四种｜３６］：?Ｂｒｉｄｇｅ桥接模式、Ｈｏｓｔ模式、Ｏｔｈｅｒ?Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ模式以??及Ｎｏｎｅ模式。??Ｄｏｃｋｅｒ?Ｃｌｉｅｎｔ???ｊ???Ｄｏｃｋｅｒ?Ｄａｅｍｏｎ??Ｉ??”?”??Ｅｘｅｃｄｒｉｖｅｒ?Ｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒ??＾???Ｌｉｂｃｏｎｔａｉｎｅｒ???ｊ???Ｄｏｃｋｅｒ??Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ??图２－?３?Ｄｏｃｋｅｒ?Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ网络创建流程图??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]云端融合的工业互联网体系结构及关键技术[J]. 罗军舟,何源,张兰,刘亮,孙茂杰,熊润群,东方. 中国科学:信息科学. 2020(02)
[2]基于Docker的DevOps系统设计与实现[J]. 丁海斌,崔隽,陆凯. 指挥信息系统与技术. 2017(03)
[3]面向微服务架构的容器级弹性资源供给方法[J]. 郝庭毅,吴恒,吴国全,张文博. 计算机研究与发展. 2017(03)
[4]基于Docker、Swarm、Consul与Nginx构建高可用和可扩展Web服务框架的方法[J]. 张宁溪,朱晓民. 电信技术. 2016(11)
[5]基于Docker Swarm集群的调度策略优化[J]. 卢胜林,倪明,张翰博. 信息技术. 2016(07)
[6]基于HTML5的混合移动应用开发[J]. 顾学海,胡牧,蒋厚明,王俊. 计算机系统应用. 2016(05)
[7]混合移动应用开发模式的新策略[J]. 杜帅,鄂海红,许可. 软件. 2015(06)
[8]基于Docker的平台即服务架构研究[J]. 张建,谢天钧. 信息技术与信息化. 2014(10)
[9]Linux下联合文件系统的研究及性能分析[J]. 吴超,陈启安. 电脑知识与技术. 2013(36)
[10]云计算:体系架构与关键技术[J]. 罗军舟,金嘉晖,宋爱波,东方. 通信学报. 2011(07)
硕士论文
[1]ICICOS工业云智能控制系统的研究与开发[D]. 苏为斌.山东大学 2019
[2]基于Kubernetes的资源调度与监控系统的设计与实现[D]. 宋霖.北京邮电大学 2019
[3]基于语义的工业设备信息管理系统设计与实现[D]. 文艺.重庆邮电大学 2019
[4]基于现代Web技术的制造执行系统研究[D]. 郭政健.北京邮电大学 2019
[5]基于改进的人工蜂群算法Docker Swarm集群调度方法设计与实现[D]. 鲁洪宽.山东大学 2018
[6]基于docker的持续集成及发布平台的设计与实现[D]. 刘梅.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
[7]面向微服务架构的容器云平台设计与实现[D]. 于泽萍.哈尔滨工业大学 2018
[8]私有云管理平台H3Cloud OS数据库服务模块的设计与实现[D]. 黎菁.东南大学 2018
[9]基于微服务架构的制造执行系统设计与实现[D]. 陆文虎.浙江大学 2018
[10]基于Docker的云平台构建及集群管理优化技术的研究[D]. 张宁.华北电力大学(北京) 2018
本文编号：3272985
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