基于Docker私有云的通訊協作平臺設計與應用

龔向榮

摘要 互聯網、移動終端技術極大地改變了人們的生活，對于通訊協作應用也提出了新的要求和挑戰，考慮到企業通訊協作業務規模擴張的背景，要思考和探討基于Docker私有云的通訊協作平臺建構，充分利用Docker虛擬化技術，以私有云的方式進行通訊協作平臺架構和部署，并設計動態、安全的密鑰體系，形成安全便捷的通訊協作通道，較好地滿足應用需求。

【關鍵詞】Docker 私有云 虛擬化技術 通訊協作平臺

移動辦公成為發展的趨勢，通用的即時通訊手段存在信息泄露的風險，無法確保企業之間機密信息的交流安全，為此，要運用Docker虛擬化技術，開發基于Docker私有云的通訊協作平臺，進行合理的設計和部署，進行前后端分離的模式設計，在統一的開放接口條件下，設計和應用標準化的流程，較好地實現與企業各項業務的對接。并在信息傳輸的過程中采用動態的密鑰體系，確保企業間跨域通訊的安全。

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Docker私有云的通訊協作平臺關鍵技術

1.1 Docker虛擬化技術

這是一種資源管理配置技術，以鏡像、容器和倉庫為核心組件，通過對實體資源的抽象、隔離，突破其結構上的束縛和約束，較好地提升資源管理配置效率。可以分為硬件虛擬化技術和軟件虛擬化技術兩種類型，其中：硬件虛擬化技術是在截取硬件平臺指令的前提下，對其加以替換，以達到實現資源管理配置的效果。軟件虛擬化技術是基于各種不同的軟件工具，截取并模擬平臺訪問數據，進行資源的管理配置。

Dcoker虛擬化技術不同于以往基于虛擬機的虛擬化方式，而是一種基于容器的虛擬化技術，是在操作系統平臺上運用Libcontainer提供的技術、通用接口標準，實現對資源的抽象和隔離，極大地優化了資源管理配置效率，體現出跨平臺性、節約存儲空間的優勢特點。

Dcker云平臺是一種基于容器的云平臺，內含三個不同的調度框架，即：

（1）容器集群管理系統-Kubemetes。它集成了容器間網絡通訊、負載均衡、服務發現等組件，體現出多樣化的容器管理功能。

（2）開源的集群資源自動調度平臺一Mesos。它是數據中心操作系統的內核，實現對各種應用管理平臺、中間件的整合和調度管理。

（3）調度框架-Swarm。該調度框架包括管理節點和工作節點，利用過濾器的方式進行調度約束，能夠較好地集成負載均衡和服務發現，體現出功能強大的便捷性應用特點。

1.2 XMPP協議

也即可擴展的消息和出席狀態協議，能夠借助于XML的載體，實時交換互聯網終端的結構化數據，是一個類似于郵件服務的網絡架構和云中心化的通訊體系，可以較好地支持安全認證和加密傳輸，并在內部網絡實現私有化部署，具有較高的可擴展性。

XMPP體系結構的內部構件部分主要包括：

1.2.1 服務器

在不同域的服務器進行互聯網相連的前提下，實現對用戶賬號管理、會話連接及消息轉發等。

1.2.2 客戶端

通過TCP協議的前提和環境，以XML流的方式實現與本域服務器的會話連接和管理。

1.2.3 網關

可以將接收的XMPP消息進行轉譯和解析，使之成為外部系統可用的協議，實現不同域服務器的互通。

1.3 Kafka架構及消息處理

它是開源的分布式流處理平臺，其架構體系主要包括有以下部分：

1.3.1 生產者

將消息源推送到集群各主題分區。

1.3.2 消費者

主要是對Kafka集群中的消息進行處理，其消息處理模式主要為隊列式和訂閱發布式兩種。

1.3.3 代理

Kafka集群中的各個Kafka就是消息的代理，實現消息的接收、分發等功能。

1.4 Redis緩存

它是基于內存的數據結構存儲應用，支持不同的數據類型，內含備份機制，具有集群高可用性和讀寫性能，適用于保存短期內有效的信息，實現后臺Web服務的橫向擴展。

2 基于Docker私有云的通訊協作平臺設計應用分析

2.1 系統需求分析

2.1.1 即時通訊功能需求

企業通訊要能夠實時查看用戶在線狀態，進行跨域的群消息查詢，支持不同類型的消息傳送，可以較好地提高用戶的交互體驗。并采用加密手段，確保信息不被泄露。

2.1.2 組織架構管理功能需求

企業內部管理要求能夠對人員、部門的信息進行及時更新和管理。如：個人聯系方式的信息管理;好友信息的管理等。

2.2 搭建Docker私有云平臺

搭建Docker私有云平臺，主要從以下幾個方面加以實現：

2.2.1 實現服務容器化

要對服務進行容器化操作，將服務打包裝進鏡像，采用Dockerfile為建構腳本，分層進行構建，并對建構過程進行標注，確保建構過程的可控性，以滿足構件復用及版本控制的需求。建構鏡像的流程和步驟為：由空白鏡像或基礎庫鏡像人手，選取適宜的基礎鏡像一一拷貝JDK安裝文件并對其進行解壓安裝，進行JAVA運行環境的參數配置一一配置即時通訊子系統所依賴的Openfire服務一一設置用戶及工作目錄等運行環境一一運行容器的啟動命令。

2.2.2 實現云平臺容器調度

要運用Docker Swarm集群管理工具，依照如下流程實現Docker云平臺容器的調度：初始化Swarm集群一一在swarm集群中加入管理節點和工作節點一一自動調度并運行服務容器。在真實的企業生產環境之中，云平臺還可以根據人數的變化而實現動態的伸縮，實現彈性擴展，提升對不同負載情況下的實時有效應對和處理能力。

2.3 基于Docker私有云的通訊協作平臺子系統模塊設計與應用

2.3.1 即時通訊子系統

基于Docker私有云的通訊協作平臺之中，該系統主要實現消息的傳輸、狀態查詢、用戶在線狀態查詢，其主要模塊包括有：

（1）消息傳輸模塊。它是即時通訊子系統的關鍵內核，由以下部分構成：攔截器用于對時間戳、回執、多終端分發和超時重發等信息處理;消息處理器用于對輔助信息的描述和響應消息監聽器對離線消息進行調用和處理轉發組件在對XML節的類型辨析的前提下，進行消息的轉發和密鑰轉換。

（2）離線消息推送模塊。適用于用戶尚未打開客戶端條件下的信息推送服務，運用Kafka消息隊列，使同步消息傳輸轉換為異步的生產消費模式。

（3）消息加密模塊。該模塊主要是運用傳輸層中XMPP協議簇的TLS，對應用層的消息傳輸實現加密處理。

2.3.2 組織架構管理子系統

該子系統主要實現與企業OA系統的對接，實現對用戶、部門信息的同步管理。其內部構成模塊主要包括有：

（1）用戶群組管理模塊。該模塊重點實現對企業內部員工群組的管理，利用HTTP協議的請求響應方式，實現對數據的增減、刪除、修改、查詢等操作。

（2）請求驗簽模塊。該模塊主要是對服務器接收的請求的合法性進行驗證，主要是由過濾器依循一定的過濾規則對接收請求進行校驗。

（3）報文體加解密模塊。這是采用傳輸層和應用層雙重加密的動態密鑰體系，由服務器在過濾器中對預設的證書公鑰進行加密，客戶端則采用對應的私鑰進行反向解密。

（4）定時任務調度模塊。該模塊以Quartz開源軟件為框架，在固定的時間間隔內實現信息的同步操作，呈現出數據處理的動態性，可以定時清理過期失效的文件及用戶密鑰，使之與企業OA系統信息同步。

2.3.3 開放平臺子系統

該系統實現與企業內部OA系統應用的對接操作，主要包括以下模塊：

（1）認證管理模塊。該模塊用于檢驗認證接入應用的合法性，其實現途徑是通過對校驗碼代碼進行核對的方式進行驗證。

（2）消息管理模塊。該模塊主要面向對接系統管理員，由對接系統管理員在權限內登錄平臺，采用JSON數據傳輸格式，通過用戶管理模塊和素材管理模塊向用戶或小組發送消息，進行REST接口的調用和處理，實現對用戶或小組信息的增減、刪除、修改和查詢等功能，支持文字或圖片等不同的消息類型。

3 小結

綜上所述，傳統的通訊軟件難以滿足移動辦公快速發展的現實需求，要充分運用Docker虛擬化技術、容器調度技術、Redis緩存等關鍵性技術，搭建基于Docker私有云的通訊協作平臺，在統一的跨平臺接口及XMPP協議的支持和依托下，形成集群化、模塊化的通訊協作平臺子系統，使之具有高度的擴展性、移植性和集成能力。后續還要突破技術瓶頸，開發完整平臺監控系統和運維一體化系統，提升系統的負載能力。

參考文獻

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