电信运营商对容器技术的探索精品资料

1、B电信商 斗n=f容技术41F1、一nnnn电.信.科.学.杂.志.20一116年.第.8 一期.摘要UUUUUUnUnU容一器.是.直.接.运.行.在-操一作.系一统.内一核.丄，-拥.有.相.对.隔一离一独一立一资.源一的.运一行.环一境一容.器一技术-的一发.展一符合云计一算的本一质要求亠电信运营商作一为云计-算领一域的深度玩家，-必-须二g一视容一器技术-的发n展一1简一要一介绍一丄容一器一技一术一背一景一，一分一析丄容一器一技一术在电信运营商的潜在一应用场景，-总结丄电信运-营一商一在一容一器一技一术_方-面一的一初_步一探一索一案一例一，一探一旦丄容一器一技一术一在一电一信一运一营

2、一商一转一型一升一级一中一可一能一发一挥一的积一极作用关一键一词一口L容-器一云一计一算一虚一拟一机一丄引一言一容-器-是一直-接一运一行一在操一作系-统内一核一丄亠拥有一相一对一隔离独立的一资源(-如一内存网络文件系-统一匸可-旦运-行-厶个_或-多-个_进一程一的一运一行-环-境-容-器-可-以一让一多一个独一丄的一用一丄空一间一运一行在一同一口台一宿主机上容器技术起源于操作系统的系统隔离丄具初一期一广泛应一用一于各大互一联网公一司一软一件一系一统.，-近.几-年.*于.公-司.对.容.器.技.术.的.封.装及.开-源,形成了-良好.的产业生.态和应用案U例一，-容.器.技.术.已.经.具

3、一备.一定.的一技.术.成-熟一度.，-同.时一由一于.云一计一算一产一业-经一过.近一1年一的.发一展一，-已一经.形.成丄相当可一观一的市场规一模容器作一为n种一轻量级的一虚拟-化-技一术-登丄了-云计-算的一舞台，-已一经成为一云一计一算一技一术一发一展一的一引一领一者一电一信一运一营一商一直一十分一重视云计算市场和一技术的发展,其内部系一统一已一经一基一本一完一成_云一化一改一造一，一并一正一在_推一动-其一核一心一网一元一云一化一改一造一，一同一时一纷一纷一成一立一专一业一云一服一务一公一司，一开拓企业一市场但一是目前电一信运营商存在建-设一成一本一丄发-维一护一和一运一营-机-制一

4、等-方一面一的一诸一多一挑一战一，-和一目一前-云一计一算一领一域一的一顶一级一玩一家一还一存一在一定一的一差-距一，-而一容-器一技一术一具一有一轻一量一级-标一准一化一和-开一源-等一特点一，-目一前-还处一丄发一展一初一期一亠运营一商一介入并一开一展一相一关一研一发一应一用一丄作一恰一逢一其一时一，-将一有一助一丄解一决-云一计-算-发-展-过一程-中一的_诸-多-难一题-2-容-器-技一术一背-景-IInIIIIII技术特点匚云计算本质是一资源的按一需分配和动态调一度亠从一而.提.高.资.源一利.用.率.，-降.低.使.用.成.本.容.器.技.术.的出-现进步满足丄云.计-算的本质要求

5、，-其技术一特.点.决.定.丄容.器.有一可.能.成-为一丄代-云.计.算一基.础一设一施.的一基一石.，-容.器一的.技一术-特一点.如一下-所一示一I丄丄2-轻量级一容器运行-占用资源少一单机一可一以-同时-运行-上-百一丄容器，-相比一较传一统虚拟-化-对-物理一机一资一源一的一消一耗一，一容一器一自一身一的一资一源一消一耗一可一以一忽一略不-计，-其应一用装填密度11倍于虚拟机n丄2-)快一速一启一停一容一器一启一动一速一度一快一，一启一动-时一间一在一零一点一几秒一到一数一秒一之间一，一这一特一性保一证丄动一态一调一度的一实时性，一在保证应一用正常运一行的前提丄亠可-以一更-加一高一

6、效一地一调一度一和一调一整-资一源一丄3-)高一性一能一容-器一没一有一传一统一宓一次一，-直一接一通一过一内一核-访一问一物一理一机一资一源一，-各一方一面-性一能-接-近一裸一机一从一而一可一以一进_口步一提一高-系-统资一源-的利用率一(-丄)标一准一化采一用标一准一化一的一容一器一控一制一接一口和镜一像-打-包-格-式一，-上类一管-理一平一台_可-以一方-便-地一调-用一统一二接-口亠实一现-对-容-器-资一源-的纳-管-IIIII5)镜像管理容器采用分层文件系统保存镜像通过镜像仓库提供镜像文件的保存和分发?实现了容器镜像的一一一键式部署和快速复制保证了开发测试生产环境的-一一致性和

7、应用快速复制的高效性(6)集群化容器往往使用集群方式部署和调度通过集群系统自带的负载分发和服务发现等机制实现了大规模资源的按需分配、动态调度保证了应用的快速部署和弹性扩展另外容器技术的代表Docker公司从开始就将Docker宀 完全开源推一动了整个容器技术生态的开源化发展目刖产业界各类主流容器解决方案基本采用全开源软件构建大大降低了后进者的学习门槛和开发成本从而保证容器技术生态圈迅速发展壮大2.2技术体系容器技术核心体系主要包括了三三大部件分别是容器引擎、镜像仓库和容器管理在其/、周边还有一一一些网络、存储等方面的辅助部件构成了宀 完整的容器技术栈如图1所示(1)容器引擎容器引擎是整个容器技

8、术栈的核心负责容器的创建、运行和管理为容器挂载存储和网络资源并对外提供轻量级的容器管理接口容器引擎在操作系统上引入一一一个抽象层封装了与底层系统内核交互的内容屏蔽不同Linux发行版的差异性使得容器具/、备跨OS移植的能力目刖主流的开源容器引擎包括Do(:ker公司的Docker、Ubuntu的LXC/LXD)和CoreOS团队的Ro(:ket(2)镜像仓库镜像仓库打包了应用软件、运行环境和依赖库采用分层结构构建镜像可以像积木一一一样层层堆叠。容器镜像存储在镜像仓库中镜像仓库管理容器镜像的迭代版本、依赖关系和其/、他相关的元数据对外提供镜像管理接口以支持镜像的上传、下载和检验目、八 刖主流的开

9、源镜像仓库包括Doc:ker公司的Registry和VMware公司的Harbor。(3)容器管理由一一一系列分布在多个主机的控制节占和计算节占八、组成。为了支撑分布式系统的复杂工作负载，一让众一多跨一主机的容一器协同一丄作需要有相一应.框.架.和.解.决.方.案.来.支.撑.容.器.集.群.的.服.务.编.三资源调度和服务发.现保证-整个集群匕匕 厶冃够可一靠.高一效.合.理.地一运.转.目一前.丄流-的.开.源一容.器一集一群.框一架一包.括一公.司一的一aamGoJg公一司.的.1K和一JMTh公司的MeS OSUUUnU3典一型应用场一景nnnnnnnnnn容一器一技一术特一点一决一定

10、一丄其一在一多一种应一用一场一景一丄都可以发挥其独特作用:从资源部署的角度来一看，-可-以一应一用一于一虚一拟一机_替一代一和一大_规一模一应一用一部一署一场一景一从一软一件一开一发一角一度一来一看一，一可一应一用一于一开一发一测一试一部署环境一致性的保障从具体一场景来看，一还包-括一数一据-中一心一容一灾一混-合-云一迁一移一等-，一这一几一类一场一景一并一非一孤一立一存一在一，-有一可一能一在一某一类一应一用一中一存一在一混一合一使一用一的一场一景一电一信-运一营-商-目一前-已一经一在一系一统一、业一务-平台一中一广泛一采用一云计一算-技术亠后续一还丄划一在n.HJL1ClalizU亠网

11、络功匕匕 厶冃虚拟一化一)_环-境-中-逐-步_采_用-云-计_算-技一术_电-信-运一营-商-目-前-更-多一地一从-资-源-部-署-的角一度-看-待一容-器-技一I术,关注如何通过容器技术高效地承载运营商的各类系统3.1虚拟机替代容器以系统服务为核心通常提供类似虚拟机的服务环境可接受云管理平台的管理针对运营商希望提高系统资源利用率的需求可提供基于容器更轻量化的私有云解决方案将承载在虚拟主机或物理主机上的应用迁移到容器上解决传统虚拟机存在的资源占用率高、启动时间长、调度不够灵活等问题具/、体来看对于运营商原有业务平台和IT系统中存在的系统资源占用率不高的应用(如孵化器的应用、活跃度不高的应用

12、或即将退市的应用)，可酌情考虑迁移到容器中进行高密度部署可以极大地节省系统计算资源对于未来NFV/环境中计算密集型的网元可以优先考虑采用容器化承载方案可通过管理平台进行快速部署和弹性伸缩实现资源的高效调度具/、体如图2所示3.2大规模应用部署针对运营商希望解决大规模应用部署的需求基于容器的一微一服务架构一可极大提一升K 立口署和一运行一效.率，-可解.决.大.规.模.应.用.构.建.难.功-能.模.块.重.用性低软件-升-级维护-难等问题具体-来看:对一原一有.业.务.平.台.和系一统.，-可一情一采用-增.量.改.造一等一方.式-将一原一有一系一统一逐.步一部一署一在.容一器丄，-实.现.功

13、匕匕 厶冃模块重用亠提升整丄系统的复用性和一可一扩-展性一对-于-新一建业务平-台和一系统建议-优-先采一用一微一艮 月务一架一构一构一建一，一部一署在一容一器一上，一采一用一容一器集群管理平台进行容器管理和一服务部署，-大大一降一低一应一用一构一建-和_后-期一维一护一的一难一度一，一具一体一如一图一3-所一示一丄电一信运营商对容器技一术的应用一实践目-前一互一联-网一公-司一已一经一广一泛一采_用一容一器一技一术一，一国一内一外一有一部一分一电一信一运一营一商一也一已一经一开一始一关一注一甚一至一应一用一容一器一技一术一00In匚IIIII年一，-z为一改一变一计算一和一存一储一资一源一的

14、一低一利用一率-和_随-之-而一来_的-运-营-低一效一率-问一题-亠开_始一选一择一IM容-器-技一术一以一及-用一来一管-理一H畑容-器-及一服一务-器-集群的bs技术重构其基础设施架构5以支撑Veri;zon网络上数以万计的工作任务2014年底Veri;zon建立了一一一种以Linux为核心由遍布数据中心的普通服务器构成的集群2C)15年8月20日在美国西雅图举办的MeSOS大会上Verizon只用了100s就启动了50()00个Doc:ker容器。这些容器的集群由Mesosphere数据中心操作系统(DC；OS)驱动目刖用于保障Verizon日益增长的物联网业务2014年Verizon

15、的物联网业务营收增长了45%4G业务增长了135%。Verizon管理的物联网设备数目超过卜5X 107台而且还在增长中Verizon的最终目标是效仿互联网巨头并得到由廉价、单一一一的由硬件设备组成的数据中心。4.2AT&TAT&T积极加入容器的各类开源组织以运营商的角色和驱动力参与到开放容器和云原生应用标准制疋和技术发展中。AT&T在运营商中一一一向比较一激进最先提出网络再造计划期望打造一一一个全局资源统一一一管控和编排大数据分析高效、自动化运营和调度的云化资源体系和互联网式业务经营模式AT&T预-_:言在2020年实现其/、网络一770/丄的虚拟化目一前E已一经实一现丄在其.新.型.网.络.架.构.丄将.旦络.协-同./编.*系一统.与.其系统进行融合.对.接，-向.下与网络基础设施融为一一体.，-向.上-成.为-部一分一另.外-Al_已.经在一内一部一运一行-测-试一使-用一微.服一务一架一构.来一扩展一容一器.容量，一将很快一把一这一个匕匕 厶冃力-引入其对一外提供的网U络1nnnnnnnnnnnnnnJ4UUUUUUUUUUUU德国电信正尝试一在UnDU容器中运行一虚拟网-络一功一能一，一他一们_认_为-从一网一络一的一角一度一，一把一提一升一到一丄口个新一的高