CN110457134A - 建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法，包括以下步骤：使用centos7镜像作为基础镜像，在基础镜像基础上通过docker容器技术生成各个服务模块的镜像；通过kubernetes工具进行管理和编排容器；通过zookeeper进行服务注册和管理；使用kafka作为消息框架。通过以上方法设置的基于微服务架构和容器云技术的视频大数据云平台主要解决根据用户需求和需要的功能选择性部署微服务模块，减小不必要服务对服务器资源的性能消耗，通过服务的集群部署和分布式部署方式充分利用服务器的硬件性能以及高可用，解决视频大容量接入以及高并发访问的问题。

Description

建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法
技术领域
本发明属于视频大数据技术领域，具体涉及一种基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台。
背景技术
随着社会对安全需求的提高，视频监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、图像或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，用以提供高效、及时地指挥和高度、布置警力、处理案件等。
针对以上需求，实有必要提供一种扩展性能好，使用高效的视频大数据云平台。
发明内容
鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法，包括以下步骤：
使用centos7镜像作为基础镜像，在基础镜像基础上通过docker容器技术生成各个服务模块的镜像，生成的各个服务模块作为一个一个的微服务模块，各个微服务模块遵循功能单一的职责，相互之间互不影响；
通过kubernetes工具进行管理和编排容器，包括对容器的创建、删除、扩容、缩容、故障自愈、发布、更新升级、负载均衡以及集群的管理，在kubernetes中，集群调度的最小单元为一个pod，同一个pod内的容器共享容器存储、网络和容器运行配置项，每个pod对应一个镜像作为一个微服务模块运行，引入service机制，通过创建service对象，同时使用标签选择器的机制把提供同一服务的pod贴上同样的标签，让service进行管理，对外统一暴露ip和端口信息，同时使用kubernetes在每个node节点上面运行一个kube-proxy进程，kube-proxy是service的具体实现载体，是设置转发规则的组件，通过查询和监听service和endpoint的变化，为每个service都建立一个服务代理对象，并自动同步；服务代理对象是proxy程序内部的一种数据结构，包括一个用于监听此服务请求的SocketServer，SocketServer的端口为随机选择的一个本地空闲端口；
通过zookeeper进行服务注册和管理，所有的微服务通过向注册中心进行注册，然后服务之间调用的时候先通过服务类型查询可用服务，服务分为内部访问服务和对外访问服务，内部服务访问通过RPC框架和XML协议进行服务之间相互访问，外部服务访问通过kubernetes的service方式进行对外暴露服务访问；
使用kafka作为消息框架，生产者向主题写入数据，消费者从主题读取数据，基于kafka支持分布式特性，主题也是可以在多个节点上被分区和覆盖的，通过kafka服务实现服务与服务之间的异步消息交互和数据转发。
优选地，所述微服务模块包括设备接入、流媒体、存储、报警、电视墙、电子地图、运维、视频质量诊断、录像下载和设备管理模块。。
优选地，采用redis作为内存数据缓存。
优选地，采用postgresql作为数据持久化工具。
采用本发明具有如下的有益效果：通过以上方法设置的基于微服务架构和容器云技术的视频大数据云平台主要解决根据用户需求和需要的功能选择性部署微服务模块，减小不必要服务对服务器资源的性能消耗，通过服务的集群部署和分布式部署方式充分利用服务器的硬件性能以及高可用，解决视频大容量接入以及高并发访问的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，所示为本发明实施例公开的一种建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法的步骤流程图，其包括以下步骤：
使用centos7镜像作为基础镜像，在基础镜像基础上通过docker容器技术生成各个服务模块的镜像，生成的各个服务模块作为一个一个的微服务模块，各个服务模块遵循功能单一的职责，相互之间互不影响，可以按需部署；
通过kubernetes工具进行管理和编排容器，主要包括对容器的创建、删除、扩容、缩容、故障自愈、发布、更新升级、负载均衡以及集群的管理。在kubernetes中，集群调度的最小单元就是一个pod，一个pod当作是一个容器，也可以是多个容器的组合，同一个pod内的容器共享容器存储、网络和容器运行配置项，每个pod对应一个镜像作为一个微服务模块运行，但是由于pod是临时性的，所以对应的pod的ip和端口也是动态变化的，这样对于一组后端pod作为服务提供方提供服务时，调用方就需要自动感知到服务提供方，所以就引入了service机制，通过创建service对象，同时使用label selector(标签选择器的机制)把提供同一服务的pod贴上同样的标签，让service进行管理，对外统一暴露ip和端口信息，同时使用kubernetes会在每个node节点上面运行一个kube-proxy进程，kube-proxy是service的具体实现载体，是设置转发规则的组件，通过查询和监听service和endpoint的变化，会为每个service都建立一个服务代理对象，并自动同步。服务代理对象是proxy程序内部的一种数据结构，它包括一个用于监听此服务请求的SocketServer，SocketServer的端口是随机选择的一个本地空闲端口。如果存在多个pod实例，kube-proxy同时也会负责负载均衡，目前主要使用ipvsde方式，和调度，这样就达到了服务自动感知和负载均衡的机制。
通过zookeeper进行服务注册和管理，所有的微服务通过向注册中心进行注册，然后服务之间调用的时候会先通过服务类型查询可用服务，服务分为内部访问服务和对外访问服务，内部服务访问通过RPC框架和XML协议进行服务之间相互访问，外部服务访问通过kubernetes的service方式进行对外暴露服务访问。
***使用kafka作为消息框架，Kafka是一个基于分布式的消息发布-订阅***，具有快速、可扩展的、持久性特点。生产者向主题写入数据，消费者从主题读取数据。由于Kafka的特性是支持分布式，同时也是基于分布式的，所以主题也是可以在多个节点上被分区和覆盖的，通过kafka服务实现服务与服务之间的异步消息交互和数据转发。
通过以上实现的视频大数据云平台基于容器云引擎和微服务架构，能够部署在基于容器技术的云服务器上。平台主要采用docker容器云为引擎，kubernetes作为容器编排和集群管理工具，使用zookeeper作为服务注册中心，redis作为内存数据缓存，postgresql作为数据持久化工具，kafka作为消息中间件以及RPC+XML作为底层通信协议的微服务架构，其中微服务模块包括设备接入、流媒体、存储、报警、电视墙、电子地图、运维、视频质量诊断、录像下载和设备管理模块。
其中，redis本质上也是一种键值数据库，但它在保持键值数据库简单快捷特点的同时，又吸收了部分关系数据库的优点，redis不仅能保存Strings类型的数据，还能保存Lists类型(有序)和Sets类型(无序)的数据，redis的读写性能极高，能够支持超过100K+每秒的读写频率，支持数据持久化，主从复制，可以进行读写分离，视频大数据云平台中通过使用redis存储用户的session信息以及设备的状态记录等使用频率比较高的数据结构，从而避免多次查询数据库所带来的响应问题和性能消耗问题，大大提高了服务响应速度和用户体验。而PostgreSQL数据库有丰富的几何类型，拥有大量字典，数组，bitmap等数据类型，同时具有大批量数据入库和容错能力，有一条错误，会导致整个数据库入库过程失败，视频大数据云平台通过使用PostgreSQL作为数据存储工具，通过建立数据存储过程以及分表的方式从而保证在大数据量存储下平台的查询速度和响应速度
本发明实施例方法实现的基于微服务架构和容器云技术的视频大数据云平台主要解决根据用户需求和需要的功能选择性部署微服务模块，减小不必要服务对服务器资源的性能消耗，通过服务的集群部署和分布式部署方式充分利用服务器的硬件性能以及高可用，解决视频大容量接入以及高并发访问的问题。比如，一台10核16G内存万M网卡的服务器，一个流媒体服务的最大并发数量是200路，此时对CPU的消耗服务器资源为1.5核1G内存850M网卡，此时可以部署多个流媒体服务的方式去充分利用服务器剩下的资源，而不是通过增加服务器的方式提高视频的并发观看数量。同时解决平台在大规模部署、交付的应用场景下部署复杂，服务可移植性困难，服务管理困难的问题和服务器高可用问题。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (4)

1.一种建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用centos7镜像作为基础镜像，在基础镜像基础上通过docker容器技术生成各个服务模块的镜像，生成的各个服务模块作为一个一个的微服务模块，各个微服务模块遵循功能单一的职责，相互之间互不影响；
通过kubernetes工具进行管理和编排容器，包括对容器的创建、删除、扩容、缩容、故障自愈、发布、更新升级、负载均衡以及集群的管理，在kubernetes中，集群调度的最小单元为一个pod，同一个pod内的容器共享容器存储、网络和容器运行配置项，每个pod对应一个镜像作为一个微服务模块运行，引入service机制，通过创建service对象，同时使用标签选择器的机制把提供同一服务的pod贴上同样的标签，让service进行管理，对外统一暴露ip和端口信息，同时使用kubernetes在每个node节点上面运行一个kube-proxy进程，kube-proxy是service的具体实现载体，是设置转发规则的组件，通过查询和监听service和endpoint的变化，为每个service都建立一个服务代理对象，并自动同步；服务代理对象是proxy程序内部的一种数据结构，包括一个用于监听此服务请求的SocketServer，SocketServer的端口为随机选择的一个本地空闲端口；
通过zookeeper进行服务注册和管理，所有的微服务通过向注册中心进行注册，然后服务之间调用的时候先通过服务类型查询可用服务，服务分为内部访问服务和对外访问服务，内部服务访问通过RPC框架和XML协议进行服务之间相互访问，外部服务访问通过kubernetes的service方式进行对外暴露服务访问；
使用kafka作为消息框架，生产者向主题写入数据，消费者从主题读取数据，基于kafka支持分布式特性，主题也是可以在多个节点上被分区和覆盖的，通过kafka服务实现服务与服务之间的异步消息交互和数据转发。
2.如权利要求1所述的建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法，其特征在于，所述微服务模块包括设备接入、流媒体、存储、报警、电视墙、电子地图、运维、视频质量诊断、录像下载和设备管理模块。
3.如权利要求1所述的建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法，其特征在于，采用redis作为内存数据缓存。
4.如权利要求1所述的建立基于容器云和微服务架构的视频大数据云平台的方法，其特征在于，采用PostgreSQL作为数据持久化工具。
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