基于Docker的高校網(wǎng)站自動(dòng)部署應(yīng)用

楊洪嬌

（天津外國(guó)語(yǔ)大學(xué)，天津 300204）

基于Docker的高校網(wǎng)站自動(dòng)部署應(yīng)用

楊洪嬌

（天津外國(guó)語(yǔ)大學(xué)，天津 300204）

高校網(wǎng)站數(shù)量日益增多，如何針對(duì)高校網(wǎng)站設(shè)計(jì)資源利用率高、運(yùn)行維護(hù)方便的網(wǎng)站部署管理方案成為研究的方向。文章利用Docker虛擬化平臺(tái)，針對(duì)高校網(wǎng)站運(yùn)行環(huán)境相對(duì)統(tǒng)一的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于Docker的自動(dòng)部署應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站自動(dòng)發(fā)布部署。實(shí)際應(yīng)用測(cè)試表明，自動(dòng)部署應(yīng)用不僅提高了網(wǎng)站部署維護(hù)效率，而且進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)中心資源利用率。

Docker；高校網(wǎng)站；自動(dòng)部署

1 高校網(wǎng)站應(yīng)用部署方式現(xiàn)狀

隨著高校信息化建設(shè)的不斷深入，高校各業(yè)務(wù)部門的信息化項(xiàng)目不斷增多，數(shù)據(jù)中心所承載的網(wǎng)站及信息系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)量急劇增加，大量網(wǎng)站應(yīng)用和信息系統(tǒng)部署運(yùn)維呈現(xiàn)以下特點(diǎn)及問(wèn)題。

（1）傳統(tǒng)虛擬化平臺(tái)資源利用率不高。高校網(wǎng)站類應(yīng)用中，宣傳展示類網(wǎng)站占比高，運(yùn)行負(fù)載相對(duì)較小。雖然傳統(tǒng)虛擬化手段已較大提高資源利用效率，但仍需為每個(gè)網(wǎng)站應(yīng)用部署虛擬機(jī)。

（2）托管網(wǎng)站運(yùn)行環(huán)境相對(duì)統(tǒng)一。高校業(yè)務(wù)部門網(wǎng)站應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境大都集中在使用Tomcat+Mysql運(yùn)行環(huán)境、Apache+Mysql運(yùn)行環(huán)境、IIS運(yùn)行環(huán)境等平臺(tái)上。尤其對(duì)宣傳類網(wǎng)站，其開發(fā)方式及運(yùn)行環(huán)境相對(duì)統(tǒng)一，重復(fù)部署運(yùn)行平臺(tái)同樣降低網(wǎng)站部署和運(yùn)維的效率。

（3）網(wǎng)站應(yīng)用需要快速部署和遷移。大量網(wǎng)站運(yùn)行除了需要快速部署完成上線外，還需要實(shí)現(xiàn)運(yùn)維管理、監(jiān)控等功能高效執(zhí)行，保證故障遷移等過(guò)程中的服務(wù)高可用性。

2 容器技術(shù)及Docker虛擬化平臺(tái)

基于上述網(wǎng)站應(yīng)用的特點(diǎn)及問(wèn)題，本文提出了在Docker虛擬化平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用自動(dòng)部署的解決方案。利用虛擬化工具、自動(dòng)化腳本等技術(shù)針對(duì)不同的部署方案實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站應(yīng)用的快速自動(dòng)化部署。

2.1 Docker虛擬化平臺(tái)

Docker利用容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效的應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)。與虛擬機(jī)不同的是，運(yùn)行的容器并不綁定整個(gè)操作系統(tǒng)，它僅把需要的運(yùn)行庫(kù)及配置打包成容器獨(dú)立運(yùn)行，并能保證在任何Docker平臺(tái)上都穩(wěn)定運(yùn)行。Docker鏡像保存著容器運(yùn)行所需的運(yùn)行環(huán)境及配置信息，鏡像來(lái)自于倉(cāng)庫(kù)，并且采用分層存儲(chǔ)的文件系統(tǒng)，提高復(fù)用性。

高校網(wǎng)站自動(dòng)部署工具主要利用Docker平臺(tái)的運(yùn)維解決方案，利用容器技術(shù)快速建立網(wǎng)站應(yīng)用的獨(dú)立運(yùn)行環(huán)境并部署。

2.2 Rancher Docker管理系統(tǒng)

Rancher是Docker的一個(gè)管理系統(tǒng)，使得Docker平臺(tái)更方便地實(shí)現(xiàn)集群化管理、應(yīng)用監(jiān)控等功能，適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的需要。

要將Docker平臺(tái)引入生產(chǎn)環(huán)境，需要考慮Docker的集群部署與管理、安全技術(shù)、與容器技術(shù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)管理等組件。Rancher正是集成了相關(guān)技術(shù)的一整套Docker管理系統(tǒng)，利用Rancher內(nèi)置的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，可將Docker部署于虛擬主機(jī)或云平臺(tái)等系統(tǒng)上，并支持基于Kubernetes等技術(shù)的集群管理技術(shù)。同時(shí)，Rancher系統(tǒng)提供了基于Environment，Stack，Service等概念的容器部署管理平臺(tái)。Environment作為區(qū)分不用應(yīng)用場(chǎng)景的平臺(tái)，包含多個(gè)Stack，同一個(gè)Stack下有多個(gè)Service，可分別負(fù)責(zé)網(wǎng)站前端、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)等功能，對(duì)同一個(gè)Service，可以是一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行的Docker容器，并可部署在多臺(tái)由Rancher管理的主機(jī)上。

Rancher提供了良好的可視化管理界面，對(duì)Docker集群和服務(wù)進(jìn)行集中管理和控制，同時(shí)，Rancher也提供了Rancher CLI管理環(huán)境，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行Rancher的自定義開發(fā)。

2.3 Compose文件

Compose文件是一個(gè)YAML格式的文件，用于定義容器的服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)以及卷等信息。相比利用Docker命令方式傳遞服務(wù)配置，Compose文件更利于管理容器配置，與Docker命令配合更可應(yīng)用于特定業(yè)務(wù)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)自定義的容器管理。Compose文件所定義的主要配置包括服務(wù)使用的鏡像、對(duì)外開放的端口、掛載的外部存儲(chǔ)等信息。

3 基于Docker的網(wǎng)站自動(dòng)部署應(yīng)用

在高校數(shù)據(jù)中心管理過(guò)程中，傳統(tǒng)的網(wǎng)站應(yīng)用發(fā)布過(guò)程往往需要在建立好虛擬化環(huán)境后手動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)站服務(wù)的發(fā)布和服務(wù)配置工作。Docker服務(wù)的部署通過(guò)鏡像倉(cāng)庫(kù)中的鏡像實(shí)現(xiàn)。

借助于Docker平臺(tái)的快速部署及鏡像定制功能，采用自動(dòng)化的腳本，針對(duì)不同的環(huán)境開發(fā)自動(dòng)化部署工具，發(fā)布網(wǎng)站應(yīng)用僅需提供發(fā)布內(nèi)容及配置文件即可自動(dòng)化部署。自動(dòng)部署應(yīng)用主要由部署信息管理、自動(dòng)部署管理端以及自動(dòng)化部署程序組成。

3.1 自動(dòng)部署配置管理模塊

自動(dòng)部署應(yīng)用根據(jù)校園網(wǎng)網(wǎng)站的特點(diǎn)，針對(duì)不同運(yùn)行環(huán)境抽象出相應(yīng)的配置項(xiàng)目，使用時(shí)僅對(duì)相應(yīng)配置進(jìn)行設(shè)置并提供部署文件即可快速部署。如用戶發(fā)布基于Tomcat運(yùn)行環(huán)境的應(yīng)用，在自動(dòng)部署時(shí)選擇Tomcat版本及JDK環(huán)境，并提供網(wǎng)站應(yīng)用的名稱、數(shù)據(jù)庫(kù)名稱及連接密碼、上傳的發(fā)布目錄名即可。

網(wǎng)站自動(dòng)部署應(yīng)用自動(dòng)解析處理相關(guān)配置并實(shí)現(xiàn)快速部署，只需設(shè)置應(yīng)用暴露給用戶的選項(xiàng)并上傳部署文件即可完成快速部署。

3.2 自動(dòng)部署管理界面

自動(dòng)部署管理模塊對(duì)通過(guò)自動(dòng)部署應(yīng)用進(jìn)行部署的網(wǎng)站進(jìn)行全生命周期的管理，包括網(wǎng)站上線、網(wǎng)站備份、網(wǎng)站變更、網(wǎng)站下線等管理，還可利用Rancher管理平臺(tái)對(duì)應(yīng)用使用的基礎(chǔ)設(shè)置進(jìn)行查看和配置，包括服務(wù)所在的Docker主機(jī)、冗余部署數(shù)量、訪問(wèn)地址及端口等信息。

3.3 自動(dòng)部署程序模塊

應(yīng)用自動(dòng)部署程序模塊是網(wǎng)站自動(dòng)部署應(yīng)用的核心功能，模塊對(duì)由管理端傳入的應(yīng)用配置信息及部署文件進(jìn)行解析。

3.3.1 Docker鏡像生成

在程序?qū)ε渲眯畔⑦M(jìn)行解析后，首先進(jìn)行應(yīng)用鏡像生成步驟，鏡像生成包括網(wǎng)站部署鏡像和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)鏡像。根據(jù)用戶選擇的發(fā)布環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境，選擇對(duì)應(yīng)的鏡像作為網(wǎng)站部署基礎(chǔ)鏡像，將用戶的部署文件復(fù)制到網(wǎng)站部署基礎(chǔ)鏡像中，并記錄該鏡像的版本號(hào)，生成本次部署的鏡像文件。根據(jù)用戶選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)版本選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)鏡像，并將用戶部署文件中的數(shù)據(jù)庫(kù)初始化文件復(fù)制入鏡像內(nèi)，用于Docker鏡像啟動(dòng)時(shí)初始化數(shù)據(jù)庫(kù)信息。之后把生成的鏡像上傳至鏡像倉(cāng)庫(kù)，方便后續(xù)使用時(shí)調(diào)用。

3.3.2 Docker Compose文件生成

Compose文件主要包括Services，Volumes等設(shè)置，Services定義啟動(dòng)的Docker服務(wù)的信息，如使用的鏡像、外部目錄、開放的端口等信息。Compose配置還包括Volumes信息，用于配置對(duì)應(yīng)鏡像掛載的外部目錄，由Rancher的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)提供支持，配置后在Docker服務(wù)啟動(dòng)后將加載Volumes目錄中存儲(chǔ)的網(wǎng)站發(fā)布文件。

3.3.3 啟動(dòng)Docker服務(wù)

利用Rancher CLI命令工具連接至Rancher管理系統(tǒng)，解析生成的Compose文件并由Rancher系統(tǒng)啟動(dòng)Docker服務(wù)。Rancher CLI連接時(shí)需要提供Rancher的服務(wù)器地址及Access-Key，Secrey-Key，以保證連接的安全性，Rancher CLI提供包括上傳Compose文件在內(nèi)的多個(gè)命令，可以方便地用命令管理Docker鏡像，在上傳Compose文件的同時(shí)可以指定相應(yīng)的Stack名稱，方便在Rancher頁(yè)面對(duì)網(wǎng)站應(yīng)用進(jìn)行管理。

3.4 自動(dòng)部署應(yīng)用測(cè)試

本文以基于Tomcat8+JDK7的網(wǎng)站發(fā)布環(huán)境與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境為例，進(jìn)行網(wǎng)站自動(dòng)部署的測(cè)試，在登陸自動(dòng)部署管理界面后，從選擇框中選擇對(duì)應(yīng)的網(wǎng)站發(fā)布環(huán)境，在配置管理區(qū)域中進(jìn)行發(fā)布配置，設(shè)置網(wǎng)站應(yīng)用連接MySQL的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱及密碼，以及網(wǎng)站發(fā)布文件的目錄名、開放訪問(wèn)的端口及Rancher Stack的顯示名稱。

在完成配置及選擇網(wǎng)站應(yīng)用文件后，即可點(diǎn)擊上傳并發(fā)布按鈕，自動(dòng)部署應(yīng)用自動(dòng)將網(wǎng)站目錄上傳并解析配置信息，最后由Rancher根據(jù)Compose文件執(zhí)行服務(wù)啟動(dòng)命令。實(shí)際測(cè)試中，上傳完成后僅需13s即可通過(guò)配置的端口號(hào)訪問(wèn)到發(fā)布的網(wǎng)站服務(wù)，極大地便捷了網(wǎng)站發(fā)布的流程，提高了發(fā)布管理的效率。

4 結(jié)語(yǔ)

本文利用Docker虛擬化技術(shù)，針對(duì)高校校園網(wǎng)網(wǎng)站發(fā)布模式相對(duì)固定，資源占用相對(duì)較低，但是數(shù)量較多且需要集中管理的問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于Docker的高校網(wǎng)站自動(dòng)部署應(yīng)用，利用Rancher管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的快速自動(dòng)部署，提高部署效率的同時(shí)也提高了虛擬系統(tǒng)的資源利用效率。最后，本文以Tomcat及MySQL發(fā)布平臺(tái)為例進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)站的自動(dòng)部署功能。下一步的工作需要進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)站的全生命周期管理，另外對(duì)眾多已經(jīng)部署的網(wǎng)站日志文件進(jìn)行匯總、分析等利用開發(fā)也需要進(jìn)一步研究。

[1]謝超群.Docker 容器技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用[J].貴陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（4）：27-29.

[2]劉熙，胡志勇.基于Docker容器的Web集群設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2016（8）：117-119.

[3]彭勇，謝劍，童遙，等.一種基于Docker的數(shù)據(jù)中心云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)[J].中興通訊技術(shù)，2017（2）：60-62.

Application of websites automatic deployment based on Docker in colleges and universities

Yang Hongjiao
（Tianjin Foreign Studies University, Tianjin 300204, China）

The number of websites in colleges and universities is increasing day by day. How to design a websites deployment scheme with high utilization rate, easy to operate and maintain is the direction of research in colleges and universities. Based on the Docker virtualization platform, aiming at the characteristics of the relatively uniform running environment of the website in colleges and universities, this paper designs and realizes the application of websites automatic deployment based on Docker, to realize the websites automatic deployment. The practical application tests show that application of automated deployment not only improves the ef fi ciency of website deployment maintenance, but also further enhances the utilization of data center resource .

Docker; websites in colleges and universities; automatic deployment

楊洪嬌（1988— ），男，河北石家莊人，碩士，助理工程師；研究方向：模式識(shí)別和圖像處理。