一种基于容器的软件实训系统的制作方法

1.本说明书涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于容器的软件实训系统。


背景技术：

2.随着信息化技术的发展，专业软件越来越普及并成为许多学生必学的专业技能，尤其大数据技术软件、人工智能软件、虚拟现实技术软件等高新技术软件层出不穷，企业人才需求更将部分软件技能作为某些岗位应聘的必须技能。高校作为人才培养的摇篮和主要基地，承担了为社会输出符合社会需要的人才的任务，各学科专业也将各专业对应的应用型软件技能实操实训任务作为重要的一个专业核心课程，以培养具备与企业岗位技能需求相符合的技能。
3.传统的软件实训环境在实验室需要在每一台pc操作机上预先安装统一的操作系统、统一的基础支撑软件和统一的软件辅助资源，对于不断更新实训课程往往需要反复进行环境的卸载、安装，需要检查每一个pc机的环境是否正常，往往导致实训前需要做大量的环境准备工作。


技术实现要素：

4.本说明书一个或多个实施例提供了一种基于容器的软件实训系统，用于解决背景技术提出的技术问题。
5.本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
6.本说明书一个或多个实施例提供的一种基于容器的软件实训系统，所述实训系统包括镜像装置、数据装置、容器装置、容器集群管理和服务编排装置以及软件实训项目环境装置；其中，
7.所述镜像装置用于将所述软件相关资源生成镜像文件模板，以实现镜像文件相关的管理操作；
8.所述数据装置用于对所述软件所需数据资源的数据接入、以及对所述系统中数据资源的管理和数据使用进行监控；
9.所述容器装置用于对容器资源管理操作与使用状态监控，以实现所述容器资源配置可视化和资源初始化；
10.所述容器集群管理和服务编排装置用于提供容器以及关联资源的修改，并根据指定的逻辑进行处理，以实现容器的自动化处理；
11.所述软件实训项目环境装置用于提供实训环境可视化创建、管理和监控功能，以提供可交互操作的软件操作环境。
12.进一步的，所述镜像装置包括创建所述镜像文件模板；其中，
13.所述创建所述镜像文件模板包括镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动对接指令信息，以便使用所述镜像文件模板创建自定义的镜像。
14.进一步的，所述镜像装置还包括管理所述镜像文件模板与监控镜像文件模板；其
中，
15.所述管理所述镜像文件模板包括镜像拉取、构建新镜像、镜像的导入导出与获取本地镜像列表信息；
16.所述监控镜像文件模板包括监控镜像的配置信息、创建时间信息与使用数量信息。
17.进一步的，所述数据装置包括数据接入、数据管理与数据监控；其中，
18.所述数据接入包括关系型数据库、分布式式数据库、文本数据、音频、视频数据的接入功能，以为实训环境提供数据资源；
19.所述数据管理包括对接入的数据进行数据资源的管理，以实现数据资源的实时更新和维护；
20.所述数据监控用于查看装置内数据资源，所述数据资源包括数据使用记录、脱敏记录、接入记录与问题记录。
21.进一步的，所述容器装置包括创建容器与容器管理；其中，
22.所述创建容器用于提供指定镜像创建容器；
23.所述容器管理用于对已有容器进行删除、停止或重启，以及查看监控容器运行情况。
24.进一步的，所述容器装置还包括容器监控；其中，
25.所述容器监控用于对当前运行容器的状态、类型、内存、存储与网络的实用情况进行实时监控。
26.进一步的，所述容器集群管理和服务编排装置包括集群信息监控；其中，
27.所述集群信息监控包括集群监控与组件监控；
28.所述集群监控包括集群负载监控、cpu使用率监控与内容使用率监控；
29.所述组件监控包括k8s的使用监控。
30.进一步的，所述容器集群管理和服务编排装置还包括节点管理、容器服务管理、服务编排与容器编排；其中，
31.所述节点管理包括对节点的增加、删除、编辑管理、节点服务器的扩容管理、ip管理与安全管理；
32.所述容器服务管理用于提供服务的创建、发布、编辑与删除；
33.所述服务编排通过配置与映射的方式实现服务间的调用；
34.所述容器编排为多个容器的部署、管理与监控。
35.进一步的，所述软件实训项目环境装置包括创建实训系统；其中，
36.所述创建实训系统时将容器服务进行调用，创建形成可视化的实训系统。
37.进一步的，所述软件实训项目环境装置还包括实训系统管理与实训系统监控；其中，
38.所述实训系统管理是对当前打开的实训系统进行管理，以实现关闭释放资源的操作；
39.所述实训系统监控是对实训系统状态进行实时监控。
40.本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
41.本说明书实施例的目是提供一种基于容器技术的软件实训系统，可以同时生产多
个相同的计算机系统、软件实操环境，满足批量用户使用专业软件同时使用相同的软件操作环境进行实操训练、技能测评、大赛竞赛等实操资源需求，通过数据装置获取相应的数据、软件等相关资源，通过镜像装置获取相应的软件基础环境，通过容器装置进行容器初始化，通过容器集群和编排装置启动容器服务和配置相关资源，最后在软件实训项目环境装置创建可视化的软件操作环境提供给用户使用。
附图说明
42.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
43.图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于容器的软件实训系统的结构示意图；
44.图2为本说明书一个或多个实施例提供的实训系统结构图。
具体实施方式
45.本说明书实施例提供一种基于容器的软件实训系统。
46.容器化技术不需要虚拟出整个操作系统，只需要虚拟一个小规模的环境即可，而且启动速度很快，除了运行其中应用以外，基本不消耗额外的系统资源。随着容器技术的进一步成熟，越来越多的企业开始关注容器技术如何更好的为业务带来价值。容器技术可以同时将操作系统镜像和应用程序加载到内存当中，还可以从网络磁盘进行加载，因为同时启动几十台镜像不会对网络和存储带来很大负载，之后的镜像创建过程只需要指向通用镜像，大大减少了所需内存。基于容器的软件实训系统可以是基于容器技术的特性构建一套软件技术的实训系统，为批量用户提供统一的实训操作系统、软件环境和数据资源环境，满足批量用户同时实训需求。
47.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
48.图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种基于容器的软件实训系统的结构示意图，该实训系统包括镜像装置102、数据装置104、容器装置106、容器集群管理和服务编排装置108以及软件实训项目环境装置110。其中，
49.所述镜像装置可以用于将所述软件相关资源生成镜像文件模板，以实现镜像文件相关的管理操作。
50.所述数据装置可以用于对所述软件所需数据资源的数据接入、以及对所述系统中数据资源的管理和数据使用进行监控。
51.所述容器装置可以用于对容器资源管理操作与使用状态监控，以实现所述容器资源配置可视化和资源初始化。
52.所述容器集群管理和服务编排装置可以用于提供容器以及关联资源的修改，并根据指定的逻辑进行处理，以实现容器的自动化处理。
53.所述软件实训项目环境装置可以用于提供实训环境可视化创建、管理和监控功能，以提供可交互操作的软件操作环境。
54.进一步的，本说明书实施例的镜像装置包括创建所述镜像文件模板；其中，
55.所述创建所述镜像文件模板包括镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动对接指令信息，以便使用所述镜像文件模板创建自定义的镜像。
56.进一步的，本说明书实施例的镜像装置还包括管理所述镜像文件模板与监控镜像文件模板；其中，
57.所述管理所述镜像文件模板包括镜像拉取、构建新镜像、镜像的导入导出与获取本地镜像列表信息；
58.所述监控镜像文件模板包括监控镜像的配置信息、创建时间信息与使用数量信息。
59.进一步的，本说明书实施例的数据装置包括数据接入、数据管理与数据监控；其中，
60.所述数据接入包括关系型数据库、分布式式数据库、文本数据、音频、视频数据的接入功能，以为实训环境提供数据资源；
61.所述数据管理包括对接入的数据进行数据资源的管理，以实现数据资源的实时更新和维护；
62.所述数据监控用于查看装置内数据资源，所述数据资源包括数据使用记录、脱敏记录、接入记录与问题记录。
63.进一步的，本说明书实施例的容器装置包括创建容器与容器管理；其中，
64.所述创建容器用于提供指定镜像创建容器；
65.所述容器管理用于对已有容器进行删除、停止或重启，以及查看监控容器运行情况。
66.进一步的，本说明书实施例的容器装置还包括容器监控；其中，
67.所述容器监控用于对当前运行容器的状态、类型、内存、存储与网络的实用情况进行实时监控。
68.进一步的，本说明书实施例的容器集群管理和服务编排装置包括集群信息监控；其中，
69.所述集群信息监控包括集群监控与组件监控；
70.所述集群监控包括集群负载监控、cpu使用率监控与内容使用率监控；
71.所述组件监控包括k8s的使用监控。
72.进一步的，本说明书实施例的容器集群管理和服务编排装置还包括节点管理、容器服务管理、服务编排与容器编排；其中，
73.所述节点管理包括对节点的增加、删除、编辑管理、节点服务器的扩容管理、ip管理与安全管理；
74.所述容器服务管理用于提供服务的创建、发布、编辑与删除；
75.所述服务编排通过配置与映射的方式实现服务间的调用；
76.所述容器编排为多个容器的部署、管理与监控。
77.进一步的，本说明书实施例的软件实训项目环境装置包括创建实训系统；其中，
78.所述创建实训系统时将容器服务进行调用，创建形成可视化的实训系统。
79.进一步的，本说明书实施例的软件实训项目环境装置还包括实训系统管理与实训系统监控；其中，
80.所述实训系统管理是对当前打开的实训系统进行管理，以实现关闭释放资源的操作；
81.所述实训系统监控是对实训系统状态进行实时监控。
82.需要说明的是，本说明书实施例的目是提供一种基于容器技术的软件实训系统，可以同时生产多个相同的计算机系统、软件实操环境，满足批量用户使用专业软件同时使用相同的软件操作环境进行实操训练、技能测评、大赛竞赛等实操资源需求，通过数据装置获取相应的数据、软件等相关资源，通过镜像装置获取相应的软件基础环境，通过容器装置进行容器初始化，通过容器集群和编排装置启动容器服务和配置相关资源，最后在软件实训项目环境装置创建可视化的软件操作环境提供给用户使用。
83.实训系统包括镜像装置、数据装置、容器装置、容器集群管理和服务编排装置、软件实训项目环境装置5个部分，参见图2示出的实训系统结构图。
84.下面针对实训系统的各部分详细进行说明：
85.(1)镜像装置可以是将操作系统、软件运行支撑资源包和软件等资源做成iso镜像文件模板，可以轻松实现镜像文件的添加、删除、重命名、提取文件等管理操作，以及对镜像文件模板使用的监控分析。
86.镜像装置具体包括以下部分：
87.创建镜像文件模板
88.提供镜像文件模板创建功能，包含基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动对接指令信息，以便使用镜像文件模板快速创建自定义的镜像。用户需要填写镜像文件模板的基础镜像配置信息，并打开在线的虚拟机进行在线的工具软件安装、运行时环境的安装与配置、实验实训代码的上传和调试。调试稳定的虚拟机可以一键发布为镜像文件模板。
89.管理镜像文件模板
90.镜像文件模板制作者可以对镜像文件进行管理。可以进行镜像拉取、构建新的镜像、镜像的导入导出、tag增删改、本地镜像列表信息，同样点击镜像可以查看到镜像的详细信息。
91.监控镜像文件模板
92.可以查看装置内所有的镜像文件模板，包括镜像的配置、创建时间和使用数量等信息。
93.(2)数据装置实训对软件所需数据资源的数据接入、以及对装置中数据资源的编辑、删除、脱敏等管理和数据使用监控记录等功能。
94.数据装置具体包括以下部分：
95.数据接入
96.提供关系型数据库、分布式式数据库、文本数据、音频、视频数据的接入功能，为实
训环境提供数据资源。
97.数据管理
98.对接入的数据进行数据资源的编辑、删除、脱敏等管理，实现数据资源的实时更新和维护。
99.数据监控
100.可以查看装置内所有的数据资源，包括数据使用记录、脱敏记录、接入记录、问题记录等。
101.(3)容器装置对堆栈、服务、容器、镜像、网络、数据卷、配置等容器资源增删改查、使用状态监控等，实现容器资源配置可视化和资源初始化。
102.容器装置具体包括以下部分：
103.创建容器
104.提供按照某个镜像创建容器功能。
105.堆栈管理
106.堆栈是一组相互关联的服务，它们可以共享依赖关系，并且可以一起协调和缩放，可以查看所有正在运行的堆栈，也可以进行简单的添加删除操作，提供正在运行的堆栈查看、删除等操作。
107.服务管理
108.可以添加服务，对已有服务进行更新、删除，以及可以清晰的查看到服务历史运行情况。
109.容器管理
110.对已有容器进行删除、停止、重启等，以及查看监控容器运行情况，提供容器停止、重启、删除等功能。
111.网络管理
112.提供查看容器当前使用的网络，以及系统默认的所有网络，提供网络开启、关闭、增加、修改、删除等管理功能。
113.数据卷管理
114.提供增加、删除、查看容器数据卷信息等功能，提供数据卷增加、修改、删除等管理功能。
115.配置管理
116.提供增加、删除、查看容器相关配置文件功能，提供配置文件的增加、删除、修改等功能。
117.容器监控
118.提供对当前运行容器的状态、类型、内存、存储、网络等资源使用情况的实时监控功能，提供容器资源列表、内存统计、存储统计、状态统计、实时日志、预警等功能。非常非常的便捷。
119.(4)容器集群管理和服务编排装置提供容器以及关联资源的定义、配置、创建、删除等工作,然后由云计算平台按照这些指定的逻辑来完成的过程，实现容器部署、管理、弹性伸缩、网络等自动化处理。
120.容器集群管理和服务编排装置具体包括以下部分：
121.集群监控
122.集群信息监控主要包含集群监控、组件监控、节点监控等相关功能，在集群监控中可以看到cpu使用率、集群负载情况、内存使用率、磁盘使用率、磁盘io、网络数据包、网络io情况等；在组件监控中重点监控k8s的使用情况例如api server请求延迟、api server请求速率、调度失败的次数以及控制器连接数等。
123.节点管理
124.集群节点服务器管理，包括对节点的增加、删除、编辑管理、节点服务器的扩容管理、ip管理、安全管理等。
125.容器服务管理
126.容器服务是访问统一入口是外界进行资源操作的唯一入口，具备认证、授权、访问控制、api注册和发现等机制，提供服务的创建、发布、编辑、删除等管理服务
127.服务编排
128.服务编排通过配置、映射等方法来实现服务间的调用，组合、部署成为一个新的服务或应用的过程，提供服务配置、服务调用、服务组合等功能。
129.容器编排
130.容器编排是指对多个容器的部署，管理和监控，配置来完成一组虚拟机以及关联资源的定义、配置、创建、删除等工作，然后由云计算平台按照这些指定的逻辑来完成的过程，提供容器调度、配置、组合、部署、回收、迁移等功能。
131.自动装箱
132.基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器，提供自动化部署、管理、弹性伸缩和容器网络管理等功能。
133.(5)软件实训项目环境装置提供实训环境可视化创建、管理和监控功能，为用户提供直接可交互操作的软件操作环境。
134.软件实训项目环境装置具体包括以下部分：
135.创建实训系统
136.通过集成技术，将低层装置的容器服务进行调用、创建形成可视化的实训系统，用户如同开启了一个虚拟桌面在虚拟系统里进行实训。
137.实训系统管理
138.对当前打开的实训系统进行管理，提供关闭释放资源等管理操作。
139.实训系统监控
140.对实训系统状况进行实时监控，包括系统使用的网络、内存、存储等资源的监控，系统的分类、状态统计等。
141.需要说明的是，本说明书实施例提供的一种基于容器技术的软件实训系统，可以是基于全面的容器管理技术，提供在生产环境中使用的管理docker和kubernetes的全栈化容器部署与管理平台。以教学应用为导向，以安全稳定为目标，打造专业、简单、易用的教学容器云解决方案，通过底层docker与kubernetes核心技术对硬件资源设施进行容器化处理，对进程进行隔离，以便于更加高效利用物理服务器资源、更快速的启动时间、一致性的运行环境等等，利用此系统可以进行统一管理以及性能监控，极大地提高了教学实训在软件环境中的资源利用率，降低各种费用成本，简化后期资源部署和维护，动态满足需求。
142.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
143.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
144.以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。