10-16
2017
龙芯向docker官方提交loongnix操作系统云镜像
一、“云”势来袭
龙芯顺应国家自主信息化推广的需求，在满足传统单机和少量服务器的部署模式的技术要求的基础上，投入云平台的研发计划。由于容器技术具有轻量、和CPU依赖小的优点，因此能够在龙芯平台上方便的得到移植。目前已经完成了一个完整的集群平台的搭建。该方案基于docker 1.12.2，集群管理工具使用docker官方支持的Swarm，图形化管理工具基于portainer，支持容器调度、自动扩容、监控管理、容灾恢复功能。
Docker 是目前流行的开源应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个镜像中，这个镜像可以在网络上发布，通过虚拟化的手段在所有支持docker的平台上运行。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，从而保证容器内运行的应用的安全。
龙芯制作了一些标准的Loongnix操作系统镜像（基于Fedora21），已经提交docker官方（http://hub.docker.com），属于首次接受MIPS版本的操作系统docker镜像。用户只要能够访问互联网，就能够自动化的完成操作系统的拉取和运行。
三、龙芯云平台原型方案
Swarm是Docker公司在2014年12月初发布的一套工具，用来管理Docker集群，它将一群Docker宿主机变成一个单一的，虚拟的主机。Swarm使用标准的Docker API接口作为其前端访问入口，换言之，各种形式的Docker Client（docker client in go, docker_py, docker，以及DockerUI、Portainer等Web工具）均可以直接与Swarm通信。Swarm几乎全部用Go语言来完成开发。Swarm 0.2相比0.1版本增加了一个新的策略来调度集群中的容器，使得在可用的节点上传播它们，以及支持更多的Docker命令以及集群驱动。
Swarm deamon只是一个调度器（Scheduler）加路由器(router)，Swarm自己不运行容器，它只是接受docker客户端发送过来的请求，调度适合的节点来运行容器，这意味着，即使Swarm由于某些原因挂掉了，集群中的节点也会照常运行，当Swarm重新恢复运行之后，它会收集重建集群信息。下面是Swarm的结构图：
Swarm是Docker官方开发的原生集群工具，Kubernetes是Google开发的。两者在很多功能是等价的。经过我们的调研，Kubernetes相比之下设计更为复杂，适用于集群的精细管理，复杂的网络场景。同时，Kubernetes也有明显的劣势：学习曲线陡峭，同时运维的成本相对较高。
针对龙芯当前的发展阶段和使用情况，总的来说，龙芯首先应该在私有云和行业环境中来使用，对容器的可靠性要求远低于公有云，因此swarm更轻量、易学习的优势就比较合适了。经过一段时间，如果是完全基于龙芯搭建公有云，或者需要提供高可靠服务的场景，Kubernetes可能更合适一些。
总之，目前龙芯云平台基于的Swarm方案是足够满足一般的OA系统和信息处理应用的，并不一定使用Kubernetes。
五、总 结
龙芯云平台提供了全套移植过程的技术文档，做了一个较为完善的原型平台，我们点点鼠标即可轻松部署一个强大的管理docker平台。经过对docker管理平台的分析，大家一定有了自己的认识，有条件可以自己尝试下部署，如果有新的心得体会或者更好的平台记得反馈给我们，或者在龙芯论坛（http://ask.loongnix.org）上提供新的技术成果，一起把龙芯软件生态完善起来！
六、参考文献
搭建龙芯云平台的具体过程，以可参考以下社区技术文档：
l （Docker系列之一）龙芯Fedora21平台上解决docker 1.12.2退出问题
http://ask.loongnix.org/?/article/80
l （Docker系列之二）龙芯Fedora21平台制作docker镜像，并且解决vi乱码问题
http://ask.loongnix.org/?/article/81
l （Docker系列之三）龙芯Fedora21平台制作feodra21-tools docker镜像
http://ask.loongnix.org/?/article/82
l （Docker系列之四）龙芯Fedora21平台制作feodra21-apache-php-mysql 镜像
http://ask.loongnix.org/?/article/85
l （Docker系列之五）龙芯Fedora21平台制作feodra21-loongson-app 镜像
http://ask.loongnix.org/?/article/86
l （Docker系列之六）龙芯平台搭建容器管理工具dockerUI
http://ask.loongnix.org/?/article/84
l （Docker系列之七）龙芯Fedora21平台上传docker镜像到docker hub
http://ask.loongnix.org/?/article/87
龙芯顺应国家自主信息化推广的需求，在满足传统单机和少量服务器的部署模式的技术要求的基础上，投入云平台的研发计划。由于容器技术具有轻量、和CPU依赖小的优点，因此能够在龙芯平台上方便的得到移植。目前已经完成了一个完整的集群平台的搭建。该方案基于docker 1.12.2，集群管理工具使用docker官方支持的Swarm，图形化管理工具基于portainer，支持容器调度、自动扩容、监控管理、容灾恢复功能。
Docker 是目前流行的开源应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个镜像中，这个镜像可以在网络上发布，通过虚拟化的手段在所有支持docker的平台上运行。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，从而保证容器内运行的应用的安全。
虚拟化技术（左）和Docker技术（右）的对比
二、docker官方社区上的龙芯镜像龙芯制作了一些标准的Loongnix操作系统镜像（基于Fedora21），已经提交docker官方（http://hub.docker.com），属于首次接受MIPS版本的操作系统docker镜像。用户只要能够访问互联网，就能够自动化的完成操作系统的拉取和运行。
Swarm是Docker公司在2014年12月初发布的一套工具，用来管理Docker集群，它将一群Docker宿主机变成一个单一的，虚拟的主机。Swarm使用标准的Docker API接口作为其前端访问入口，换言之，各种形式的Docker Client（docker client in go, docker_py, docker，以及DockerUI、Portainer等Web工具）均可以直接与Swarm通信。Swarm几乎全部用Go语言来完成开发。Swarm 0.2相比0.1版本增加了一个新的策略来调度集群中的容器，使得在可用的节点上传播它们，以及支持更多的Docker命令以及集群驱动。
Swarm deamon只是一个调度器（Scheduler）加路由器(router)，Swarm自己不运行容器，它只是接受docker客户端发送过来的请求，调度适合的节点来运行容器，这意味着，即使Swarm由于某些原因挂掉了，集群中的节点也会照常运行，当Swarm重新恢复运行之后，它会收集重建集群信息。下面是Swarm的结构图：
基于Swarm的龙芯云平台架构图
Swarm只是提供集群管理服务器，不提供可视化的管理页面，所有操作都需要使用命令行，因此学习成本较高。为了方便管理员的使用，Portainer是一款较为完善的docker容器管理平台，占用资源少，支持集群，支持权限分配。优点有：支持容器管理、镜像管理，轻量级，消耗资源少，基于docker api，安全性高，可指定docker api端口，支持TLS证书认证。支持权限分配，支持集群。已经可以基本满足专有云的使用需求。下图是主界面：龙芯云平台管理界面
在一个页面中显示上百个机器的节点运行状态，以及每个机器上面运行的应用负载情况，方便管理人员对大规模集群的监视，在发生故障时能够快速定位。另外，也能够对机房中所有机器的使用情况有量化的了解，从而做出更合理的硬件投资。集群节点运行状态监视
在每个节点上，指定运行的应用程序，以及CPU、内存、网络、文件系统的资源。只需要几步操作，就能够分配一台新机器、安装指定的操作系统、部署应用，极大的加快应用程序的部署时间。容器配置
对容器运行状态显示一个详细的列表，包括物理节点、运行时间等。容器配置
对容器的运行负载状态进行监视，以图形化的报告进行展示。管理效率远远大于人工管理。容器运行负载报告
对操作系统和应用程序进行镜像化管理，把应用程序和依赖的库文件做为一个整体进行发行和部署，理论上可以使应用程序只发布一个二进制，就能够在所有龙芯操作系统上运行。可以从根本上消除操作系统碎片化问题对于应用开发者造成的负担。操作系统镜像管理
在集群管理工具的Web页面上就可以直接登录运行机器的命令行，不再像以前需要ssh方式登录，方便管理员对于上百台机器的快速管理。一切就像是在这台机器本地操作相同。容器控制台
四、Swarm和Kubernetes的对比Swarm是Docker官方开发的原生集群工具，Kubernetes是Google开发的。两者在很多功能是等价的。经过我们的调研，Kubernetes相比之下设计更为复杂，适用于集群的精细管理，复杂的网络场景。同时，Kubernetes也有明显的劣势：学习曲线陡峭，同时运维的成本相对较高。
针对龙芯当前的发展阶段和使用情况，总的来说，龙芯首先应该在私有云和行业环境中来使用，对容器的可靠性要求远低于公有云，因此swarm更轻量、易学习的优势就比较合适了。经过一段时间，如果是完全基于龙芯搭建公有云，或者需要提供高可靠服务的场景，Kubernetes可能更合适一些。
总之，目前龙芯云平台基于的Swarm方案是足够满足一般的OA系统和信息处理应用的，并不一定使用Kubernetes。
五、总 结
龙芯云平台提供了全套移植过程的技术文档，做了一个较为完善的原型平台，我们点点鼠标即可轻松部署一个强大的管理docker平台。经过对docker管理平台的分析，大家一定有了自己的认识，有条件可以自己尝试下部署，如果有新的心得体会或者更好的平台记得反馈给我们，或者在龙芯论坛（http://ask.loongnix.org）上提供新的技术成果，一起把龙芯软件生态完善起来！
六、参考文献
搭建龙芯云平台的具体过程，以可参考以下社区技术文档：
l （Docker系列之一）龙芯Fedora21平台上解决docker 1.12.2退出问题
http://ask.loongnix.org/?/article/80
l （Docker系列之二）龙芯Fedora21平台制作docker镜像，并且解决vi乱码问题
http://ask.loongnix.org/?/article/81
l （Docker系列之三）龙芯Fedora21平台制作feodra21-tools docker镜像
http://ask.loongnix.org/?/article/82
l （Docker系列之四）龙芯Fedora21平台制作feodra21-apache-php-mysql 镜像
http://ask.loongnix.org/?/article/85
l （Docker系列之五）龙芯Fedora21平台制作feodra21-loongson-app 镜像
http://ask.loongnix.org/?/article/86
l （Docker系列之六）龙芯平台搭建容器管理工具dockerUI
http://ask.loongnix.org/?/article/84
l （Docker系列之七）龙芯Fedora21平台上传docker镜像到docker hub
http://ask.loongnix.org/?/article/87
