微服务架构和容器技术应用分析

1、微服务架构和容器技术应用分析摘要：本文首先阐述了容器技术的基本概述，接着分析了微服务架构的应用优 势，最后对微服务架构在容器中的应用实践进行了探讨。关键词：微服务架构；容器技术：应用分析引言：最近几年，随着计算机、互联网等技术的高速发展，微服务和容器化等技术发展迅速， 为企业解决上述问题提供了一种全新的模式。在构建支持海量请求以及多变业务的软件平台 时，微服务架构和容器化成为大多数企业的首选。1容器技术的基本概述从目前来看，在微服务架构应用过程中，容器技术的应用在一定程度上降低了微服务器 架构所面临的压力，也为研充者的进一步研究创造了良好条件。大量的调研数据分析可知， Docker是现阶段常用

2、的容器技木之一，不同容器之间可通过内核机制进行联系，容器之间的 资源也能实现有效的隔离。近年来，随着我国电子信息技木的不断发展和广泛应用，容器技 术的应用在很大程度上不仅能降低微服务构架成本，也为不同容器的统一化管理创造了良好 条件。Docker是现阶段最常见的容器技木之一，与其他容器技术相比，一方面，这项技术的 应用在很大程度上不仅能从根本上使不同的存储方式对不同的资源进行存储，因此，也使计 算机面对当前较为繁重的业务量和用户量时变得更加规范和科学，被广泛地应用于大规模托 管服务中。另一方面，Docker容器是标准的镜像结构，在实际应用过程中，企业的相关工作 人员可通过构建、发布等形式，作业

3、于云服务平台的主机集群，从而为云服务计算技术的开 发、云计算平台的建立的以及优化和自动化维护作业环境等目标的实现创造良好条件，以此 不断地提升企业的工作质量和工作效率，最终满足微服务构架中的需求资源。Docker Register 和Docker Engine是Docker容器技术中的关键两点，前者主要的功能是发布应用镜像和构建, 后者的主要功能是容器的构建，两者的组合正是云服务软件的服务理念。在具体的操作过程 中，为满足用户大量的应用扩展需求，构建了一种用户私有的集群，不同用户可在各自的数 据中心内建立私有的Docker Register,而后借助其他技术，对各种作业进行整合，在满足企 业作

4、业需求的基础上，切实保障微服务架构功能的最大化发挥，为产业可持续发展目标的实 现打下坚实基础。2微服务架构的应用优势目前，伴随城市化、工业化建设进程的不断加快，企业规模和企业数量在不断扩增，服 务器的访问压力也在不断增加。为从根本上有效地缓解上述问题，近年来科研工作人员也加 快了对软件构架的研发进程，微服务架构由此应运而生，与单体结构、分布式系统、集群结 构相比，一方面微服务架构通过分解单体式应用，降低了系统的复杂性，与此同时多个子系 统的分离也降低了单个服务的开发和维护成本。另一方面大量调研数据分析可知，每个微服 务都具备相对独立的运行进程和业务处理的能力，微服务架构在变更时，与传统变更作业

5、相 比，由于其单个微服务的独立性，避免了对整个应用的编译和部署，在提高变更效率的同时, 也降低了变更的风险。除此之外，正式由于微服务构架单个服务的独立性，因此当发生系统 故障而影响系统稳定性时，工作人员可将故障影响控制在单个的应用中，既避免了对其他服 务造成影响，还极大地保证了软件运行的稳定性、安全性和可靠性；此外在使用不同技术对 微服务架构进行整合和部署的过程中，相比其他的构架模式，微服务在升级时面临的风险较 低，在保证系统扩展性的基础上，也为各项作业的顺利实施打下了坚实基础。3微服务架构在容器中的应用实践模块化是开发大型、复杂应用程序的基础。微服务架构作为模块化的一种形式，大型、 复杂的单

6、体应用在向微服务架构转型的过程中，首先要对己有系统按照一定策略进行拆分， 将功能内敛，并将相互耦合的业务功能独立出来，作为一个微服务子系统对外提供服务，如 图1所示。图1容器云平台功能架构图企业在采用微服务架构之后，原有系统往往被拆分成数十个微服务子系统。微服务架构 在给企业开发人员带来便利的同时，由于每个微服务子系统都需要单独构建、部署和维护， 增加了部署及维护的复杂度；同时每个微服子系统部署在单独的硬件资源上，造成了主机资 源的浪费。近几年，随着容器技术的发展和应用不断成熟，容器技木提供的虚拟化运行环境 为微服务提供了理想的载体，同时使得微服务创建、集成、部署和运维更简单易行。下面以 某通

7、信运营商省公司的容器云平台为例，说明CRM系统微服务应用与容器云平台结合的实践。 该容器云平台是基于K8S框架的容器云平台，向微服务应用系统提供统一运营运维能力，支 持应用的统一编排、调度和运维。首先，资源编排管理：建设分布式应用的编排与托管平台 能力，以应用为中心进行统一资源管理和调度，图形化设计、开发、测试、发布流水线管理, 实现一键式部署。支持容器、虚机、物理机多种运行环境混合编排。其次，应用服务生命周 期管理：提供第三方应用托管功能，提供从部署到运维全生命周期的管理，以及自动弹性伸 缩、应用灰度升级等功能。最后，应用改造迁移：所有新增应用必须基于容器云平台集群部 署。3.1实现主机资源

8、的统一管理和调度通过容器云平台实现资源整合后，业务系统与服务器资源实现解绑，各系统和模块混合 部署在集群内相互隔离的租户环境卜.，充分共享和错峰利用容器集群整体资源服务能力，资 源需求呈几何级下降。解决了微服务应用子系统独占硬件资源，业务忙时资源紧张，而其余 绝大部分时间内资源处于闲置浪费状态问题，如图2所示。图2容器云平台资源整合3.2实现应用与底层资源的联动，应用服务自动扩缩容基于统一的容器基础设施环境，实现容器云平台与底层资源平台的联动调度；实现应用/ 服务对资源的按需分配和动态调整，能够支持服务实例快速复制部署；实现应用服务能力随 流量压力弹性伸缩。服务弹性伸缩模块，根据标量采集结果（

9、或健康检查结果），可实时触 发事件处理规则，在资源配额范【韦I内控制服务实例数量，实现应用服务能力的弹性伸缩，如 图3所示。在主机资源统一调度之后，利用容器云平台提供的自动扩缩能力，流量达到一定 阈值，自动对微服务应用进行扩容，轻松应对并发高峰，实现业务支撑能力的快速提升。图3容器云平台自动扩缩容3.3应用组件仓库，建立标准化的软件环境大型分布式软件系统，系统运行环境十分复杂。本文中提到CRM系统，在系统开发与发 布的生命周期中，开发环境、测试环境和生产环境有细微的不同，这些差异可能是由于不同 安装包的版本和依赖关系引起的。将基础技术组件以容器镜像的封装形式，通过容器云平台 制作标准化的镜像文

10、件和相关配置，通过组件仓库进行管理，保持容器内部所有的配置和依 赖关系保持不变，确保从开发到产品发布整个过程环境的一致性，减少因软件环境不一致出 现的各种问题。3.4建立发布流水线，提高系统部署效率容器云平台提供自助式的Docker镜像生成功能，三个域的应用可以通过界面一键发布, 实现了应用开发、测试、发布端到端的持续集成管理能力，为应用的持续迭代奠定了基础， 如图4所示。图4容器云平台系统部署结束语：随着经济全球化建设进程的不断加快，软件架构从最初的单体结构发展到如今的微服务 构架，不仅从根本上有效解决了微服务架构中所面临的负载问题，也是对微服务的更有效支 撑。此外，由于微服务构架本身具有一

11、定灵活伸缩、布局合理的优势，在当前多元化产业不 断发展的信息化时代背景下，为进一步降低微服务成本，提高企业的竞争优势和竞争力，将 微服务和容器进行紧密结合是十分必要的。Docker容器的加入不仅为研兖人员开发了一种新 的思路，最主要的是还能够从根本上加快微服务开发速度、有效地解决用户资源隔离问题和 复杂环境问题，最终为系统可持续发展目标的实现打下了坚实基础。参考文献：戴晨昱.微服务架构在容器云中的应用实践探讨J.科技创新与应用.2019 (31)张辉，朱祺.微服务架构在容器云中的应用实践研究J.信息与电脑(理论版).2018 (19)杨鸥，张羿，耿贞伟.微服务架构在容器云中的应用实践J.电脑与

12、电信.2017 (07)(上接第45页)中还利用其循环检测串11状态，防止串II意外断开造成窗体应用程序运行出错，出现卡 死现象。窗体应用程序流程图如图所示O图4窗体应用程序流程图4结论本文利用单片机和窗体应用程序串I I通信完成数据的传输，先利用单片机将采集到的数 据通过串II发送，同时采用CRC-32校验增强数据的可葬性。另一端窗体应用程序通过调用触 摸屏串II接收数据并将其还原，同时利用各种控件配合完成数据的实时显示，而且可由 Button控件实现对单片机外设的间接控制。其具备硬件连接简单、编程简洁和数据传输稳定 的特点，并且该系统可以根据用户不同的需求定制其特定的窗体，增加各种数据，配合着简 单易憧的触摸屏更加符合现在人们追求直观便捷的人机交互方式的观念，同时为工业生产中 的数据采集和设备控制提供了一种简洁、高效、可靠