基于微服务的铁路供电运维管理信息系统的设计
这是一篇关于微服务架构,容器,供电信息系统,Spring Cloud,Docker,ECS,Jenkins,RESTful的论文, 主要内容为“铁路供电运营维护管理信息系统”主要是为了实现生产过程中的信息集中展示、联合分析,为了实现预防和处理各段网变电各专业发生的各种应急事件,及保障各段作业安全而建立的。它包括接触网、变电、电力、轨道车、应急指挥管理等子系统,各个子系统通过接口的方式来实现信息共享,构成整个系统。当前铁路供电轨道车管理系统是基于SOA框架构建的,过重的ESB(Enterprise Service Bus)企业服务总线,使得系统与铁路供电运维子系统之间的信息交换性能不高,系统已经不能满足业务的快速变革,系统部署复杂,扩展性差。随着铁路供电信息化的发展,系统需要一种能够应对业务快速变化、扩展性好的架构变的越来越迫切。本文采用基于阿里云服务器、Spring Cloud、MYSQL、AngularJs、Docker、Jenkins为基础的框架设计,其优势在于系统的运行环境便于管理,且可以根据实际需求对服务器硬件水平进行动态伸缩。同时,微服务的开发模式,保证了系统应对未来业务变化的可扩展能力,以及系统与系统之间的信息共享。在对南昌局铁路集团有限公司供电管辖内供电生产业务需求分析,记录现场工作人员提供的系统改进意见,总结出当前系统存在的一些不足,做出系统开发的需求文档。重点分析了系统的架构设计,对框架的nginx层、网关层、业务层、接口层、业务逻辑层、数据仓库层、用户界面层、服务注册中心层、容器化部署层进行描述,并通过设计的系统架构对系统进行改造。每个微服务完成特定的功能,独立部署后发布在特定的容器中。在服务的部署过程中,使用docker部署其运行环境。以轨道车运行安全系统为例,对系统进行详细的需求分析,针对服务器的要求,给出了设计方案,并实现将系统部署在阿里云服务器ECS(Elastic Compute Service)。对系统进行模块划分,给出数据库设计方案。各微服务之间采用轻量级的RESTful(Representational State Transfer)接口进行通信,选用RabbitMQ[实现服务消息通信,并使用Jenkins实现服务的可持续发布。通过对系统的通信接口测试、压力测试以及线上测试,结果显示微服务改造后的系统性能提高明显,且通讯相应快,系统的开发周期大大缩短。目前,铁路供电生产运营管理系统已经在生产环境中上线,实现的模块能够正常、稳定的运行,基本达到预期要求。
基于Docker容器的计算机网络在线虚拟仿真实验教学平台设计与实现
这是一篇关于在线仿真实验,教学平台,Docker,分布式排队调度,ns-3的论文, 主要内容为“新工科”强调工程人才培养应强化实践教学,而计算机网络等通信工程专业课程的传统实践教学往往受限于实验设备成本高、更新慢,面向快速演进的专业技术发展,难以适应其实践教学需求。近年来虚拟仿真实验逐渐应用于计算机网络实验教学,但以ns-3为代表的计算机网络仿真器存在着计算资源占用高、入门门槛高和软件环境配置复杂等问题。新冠疫情进一步推动在线学习和混合式教学广泛开展,而传统线下实验教学难以支持新型教学模式。本文充分调研某大学计算机网络课程中教师与学生的核心教学需求,设计并实现一个基于Docker容器的计算机网络在线虚拟仿真实验教学平台(ns3lab):1)基于Redis消息队列、Web Socket和分布式队列设计并实现一个分布式的排队调度模块,组成资源服务器运算集群,实现计算资源的动态扩展,支持突发性实验任务需求,有效提升系统大规模并发执行仿真实验的能力;2)应用Docker容器封装ns-3网络仿真器及其依赖运行环境,设计并实现包含代码编辑器和虚拟终端的Web实验台,实现用户代码缓存、实验后台运行与离线恢复等高级功能,为学生提供了无需系统配置的在线实验环境;3)设计并实现包含镜像管理、班级与实验管理、学生实验评分和用户管理等模块的实验教学管理系统,赋能教师实现实验教学信息化。ns3lab系统采用前后端分离开发模式,前后端分别选型Vue2与Python Tornado框架。本文开展深入的功能测试和性能测试。40多项测试用例展示班级与实验管理和在线实验等全部模块均满足设计需求。本文将ns3lab部署在腾讯云平台,在实际公网进行网络性能测试。实验结果表明,在300并发量下接口请求时延普遍小于110ms,全部小于600ms,满足教学需求。在使用两台主机构成分布式集群且实验并发数为25时,仿真实验平均总执行耗时为14s,最大耗时为26s,实验耗时短,少量资源即可满足以班级为单位的并发实验需求。本文研发的ns3lab实验平台,有效降低了实验平台和实验项目建设成本,降低了学生进行网络仿真实验的学习门槛,为教师提供了高效易用的实验教学辅助工具,本系统已经投入到实际计算机网络实验教学实践。
基于容器技术的实训平台的设计与实现
这是一篇关于实训平台,在线教育,Kubernetes,Docker,noVNC的论文, 主要内容为随着科技的飞速发展,大数据与人工智能技术已经成为新一轮产业变革的核心力量。而推动大数据和人工智能的发展需要依靠人才的支撑,人才的质量和数量决定着大数据和人工智能发展的水平和潜力。星环公司依托自身技术,结合多行业落地案例,推出了一系列的大数据和人工智能相关课程,积极开展相应技术培训。为满足培训需求,公司开发了一款集大数据与人工智能技术理论学习与项目实战于一体的实训平台――星环大学(Transwarp University,以下简称TU)。TU为管理员提供了用户管理、课程管理等功能,方便管理员对平台中的所有资源进行集中统一管理,降低管理成本。同时为教师提供教学任务管理和教学资源管理功能,满足教师管理课件、组织课程练习与课程考试、批改试题、统计课程反馈的需求,大幅减轻老师的工作负担,使老师将宝贵的精力投入教学资源的优化之中。TU还为学生提供学习任务管理、课程学习和实验功能。在实验课程中,TU为用户提供了一个接入星环大数据平台TDH和人工智能平台Sophon的实验容器。在容器提供的实验环境中,结合相应的实验手册,学生不仅可以了解星环大数据和人工智能技术体系,还能通过实际操作学习TDH与Sophon平台组件的使用和面向真实行业场景的大数据与人工智能落地案例。TU主要包括课程模块、教学模块、教学管理模块、资源管理模块、用户模块以及日志模块六个功能模块。TU使用当前主流技术开发:前端实现基于Angular框架;后端采用Spring Boot框架搭建;使用Spring Security框架保障系统安全;采用Spring Data JPA作为数据持久层框架操作My SQL和Redis数据库。系统特色功能实验容器的实现由Docker提供技术支持,通过VNC技术实时处理实验环境中的桌面图像数据,再由no VNC作为VNC客户端以网页的形式向用户提供一个可以在浏览器中直接操作的实验环境。其技术难点实验容器的管理由Kubernetes技术提供支持。本文阐述了TU的设计与实现,给出了需求分析、系统整体设计和模块详细设计,并对重要功能的实现进行了详细说明。自上线以来,TU运行状态良好,满足了星环公司内部以及合作伙伴的培训需求。
基于Docker的微信小程序电商平台的设计与实现
这是一篇关于电子商务,Docker,微信小程序的论文, 主要内容为互联网的高速发展推动着电子商务的蓬勃发展,各大电商企业为了让消费者充分享受电子商务的便捷之处,纷纷推出电商APP,但是浏览商品图片的购物方式已经不能充分地满足消费者的需求,并且APP下载安装流程复杂,这使得平台流失了不少用户。随着中老年用户的大面积触网,微信已经成为他们生活中不可或缺的一部分。该基于微信小程序的电商平台无需下载安装,操作便利快捷,微信强大的社交功能可以为平台获取大量的粘性用户。论文依据实际项目需求,设计和实现了基于微信小程序的电商平台。系统采用了基于Docker的微服务架构进行系统架构设计,同时选用Kubernetes平台对容器服务进行治理,该平台可以实现服务容器的自动伸缩,使得系统在应对高峰值流量也能正常提供服务。除此之外,系统采用了Max Compute作为数据仓库解决方案,其强大的数据存储和计算能力有利于平台业务报表及推荐数据的分析与计算,在更大程度上满足用户的需求。该系统的主要功能模块包括商品模块、订单模块、直播模块、分销模块、个人中心模块和数据仓库模块,其中本人主要参与了商品模块、订单模块、直播模块和数据仓库模块的需求分析和研发工作。目前系统的注册用户已经超过百万,每日活跃人数超越两万人次,每日成单均量为3000单,以上数据表明平台已经拥有了不少粘性用户。平台可以提供给用户直播购物、拼团砍价等社交类购物方式,这些方式为消费者带来了不一样的消费体验,进一步增加用户粘性。
Docker技术在电网GIS平台中的应用设计与开发
这是一篇关于电网GIS,Docker,容器管理,云计算,智能电网的论文, 主要内容为近年来,智能电网建设的快速发展对电网GIS的需求越来越高,为了解决现有电网GIS平台中普遍存在的资源浪费现象严重、信息共享性差、系统运行效率低、系统开发周期长等问题,急需建立一套基于云计算的电网GIS平台。本文通过对基于云计算的电网GIS平台容器化管理理论和方法的研究,提出一套基于Docker的电网GIS平台容器化管理技术架构,并将其应用到电网GIS平台中,本文的主要工作如下:首先对Docker容器技术、国内外电网GIS平台研究现状、云计算发展现状进行调研分析,结合中国电力科学研究院的软硬件条件,提出了基于Docker的电网GIS平台容器化管理技术架构并提出一套容器管理平台的设计方案。其次,根据设计方案,对容器与镜像管理模块、容器与镜像私有仓库模块、容器与镜像备份模块以及自动扩容模块等模块进行了开发。在容器与镜像管理模块中,通过Github上的Docker-java提供的操作Docker容器的接口(创建、删除、停止、启动)以及查询Docker容器状态信息和日志信息的接口,在国家电网统一开发平台SG-UAP的基础上,使用了Spring-MVC以及Hibernate框架,通过Java语言实现容器管理模块;在私有仓库模块中,根据电网GIS项目组实际情况以及中国电科院的条件,结合当前较为流行的Docker工作流,设计出电网GIS容器应用仓库架构模式,电网GIS项目组将开发的源代码、中间件和微服务模块等发布存储到私有的中央仓库,中央仓库会对它们进行统一构建和管理。在自动扩容模块中,平台通过监控平台运行数据,设置报警机制,达到阈值时自动进行扩容操作。备份模块会在每天指定时间对HOST主机上的volume文件进行备份。最后对容器管理平台进行功能测试,简单描述了平台的测试的过程和测试结果,从而验证了可用性,各个模块可视化展示过程流畅准确,达到预期效果,各个功能模块均实现了需求分析阶段的需求,能够满足电网GIS平台的要求,对智能电网的发展起到了一定的作用。
基于Kubernetes的持续集成与部署系统的设计与实现
这是一篇关于持续集成,Docker,Kubernetes,部署的论文, 主要内容为随着互联网的快速发展以及企业运维项目管理的要求越来越高,传统的开发部署模式存在许多不足之处。比如资源利用率低、难以迁移、强依赖于硬件、无法持续集成、部署困难、配置环境复杂等。这种传统开发模式已经不能满足用户以及企业需求,大量企业开始寻求新的开发部署模式。为了解决上述问题,本文设计并实现了一个持续集成与部署系统,采用一种新的运营管理模式来替代传统的部署模式。首先对系统进行需求分析,将系统分为五大功能:首页功能、概览页功能、设置功能、构建功能、部署功能,并通过用例图的形式对每个功能进行详细分析。然后在需求分析的基础上对整个系统进行设计,包括系统架构设计、系统具体功能设计、系统数据库设计。整个系统可以分为供用户操作与查看信息的交互层、具体功能实现的业务层以及数据层。在业务层中采用微服务架构的思想,按功能模块又可以分为不同的服务,其中sab服务的功能是对交互层的数据进行保存以及下达部署命令,med服务的功能是完成构建得到可部署镜像,groo服务的功能是接收sab服务的部署命令执行具体操作。在需求分析以及设计的基础上,又从代码级完成了功能的实现。在具体实现时,采用了Git Lab CI工具实现持续交付、持续集成的功能,在每一次执行git push或者merge时,便会自动集成代码到指定分支。采用Docker技术在构建时完成拉取镜像、生成可部署镜像、推送镜像功能。然后采用Harbor镜像仓库来管理构建产生的镜像以备部署时使用,部署功能是通过调用Kubernetes的API实现。本文在最后通过设计测试用例以及测试流程对各个功能进行测试,通过对测试结果的分析,判定该系统可以正常使用,该系统实现了构建以及部署界面UI化,避免出现配置复杂环境等问题,减少企业开发以及运维成本,大大提高开发效率。
基于微服务的在线实验系统设计与实现
这是一篇关于在线实验系统,微服务,Kubernetes,Docker,Protobuf的论文, 主要内容为随着信息社会的到来,科学技术的不断发展,计算机技术方向已经成为人们择业就业的重要选择。而计算机技术的学习不仅需要理论知识作为基础,还要以硬件条件作为补充,加上实践操作才能够真正对计算机技术有所掌握。但由于个人条件等原因,并不是人人都能够满足对硬件的需求,从而完成计算机相关技术的学习。并且考虑到系统业务伸缩维护和稳定运行,本文设计并实现了基于微服务架构的在线实验系统。作为一个为用户提供学习服务的系统,本文设计了教师辅导与在线实验相结合、理论教学与动手操作同行的在线实验系统。在对在线实验系统进行需求分析后,本文对系统功能业务进行了服务拆分,各个服务采用微服务的方式进行服务的设计与开发。本文使用Kubernetes集群进行各项服务代码的部署,同时对基于Docker的实验分布式管理和分布式数据库进行了设计,从而方便集群资源的横向扩展。为提高系统负载均衡能力,本文对Docker Swarm调度算法进行了研究,对调度算法进行了改进优化,提升了系统的负载能力。本文使用Vue框架进行前端的开发,使用Python进行系统后端微服务的开发,并使用基于Protobuf序列化的RPC协议进行微服务的通讯,从而搭建了一套完整的在线实验系统。本文最后对该基于微服务架构的在线实验系统进行了测试和分析,测试结果验证了该系统的可行性,并满足需求分析的系统目标。
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