面向未来 | 翼辉推出新一代 ECS 实时容器

leecactus0 2022-07-22 10:58:48

引言

 

ECS(Edge Container Stack)是翼辉面向 “任务关键型云原生架构” 推出的系列产品之一,ECS 技术栈包含了多种翼辉自主创新研发的边缘容器技术,其中 ECS 实时容器是基于翼辉成熟的实时操作系统 SylixOS 打造的新一代轻量级实时容器技术。

 

ECS 实时容器面向任务关键型软硬件和边缘计算领域,充分考虑了普通容器技术在这些领域应用场景中存在的众多问题(如实时性不足、资源消耗过多、镜像文件大、开发难度大、安全性不足等),继承了 SylixOS 卓越的硬实时性和强大的跨平台基因。它支持丰富的 CPU 体系结构和处理器,容器内的应用程序可使用 SylixOS 全部的应用编程 API 和 POSIX API,过去的 SylixOS 应用程序无须修改即可运行在容器内,极大降低了用户迁移成本。同时可将 VSOA 组件导入应用程序容器内,可立即实现应用程序微服务化。

 

ECS 实时容器有着以下的功能特性:

  • 强大的跨平台基因,支持丰富的处理器;

  • 卓越的硬实时性和优异的性能;

  • 保证环境一致性、易于移植;

  • 极其轻量,无系统驻留;

  • 资源隔离与限制能力,提供配额管理,高安全可靠;

  • 便于开发阶段的极速部署;

  • 兼容 OCI 镜像和运行时标准,接近 Docker 使用习惯;

  • 容器管理平台 ECS Manager 和大型企业级综合化容器管理系统 ECS Cloud 加持,具有弹性管理能力。

功能特性

强大的跨平台基因,支持丰富的处理器

 

ECS 实时容器继承了 SylixOS 强大的跨平台基因,支持 ARM32/64、PowerPC、MIPS32/64、x86/x64、SPARC、C-SKY、RISC-V32/64 和 LoongArch 等体系结构的处理器。翼辉信息丰富的 SylixOS BSP(板级支持包)商业现货软件已全面支持 ECS 实时容器,客户能以最快的速度使用 ECS 实时容器,并将其投入到生产环境中。

 

 

卓越的硬实时性和优异的性能

 

ECS 实时容器继承了 SylixOS 卓越的硬实时性和优异的性能,加入 ECS 实时容器技术 SylixOS 内核有着 μs 级中断响应时间,同时加入容器线程优先级限制,确保关键的高优先级实时线程不被抢占,有效保证任务关键型设备的实时响应能力。同时高效、先进、低开销的实现,容器间的切换可以做到 μs 级,使得加入 ECS 实时容器技术 SylixOS 内核依然有着与标准版本 SylixOS 相当的性能。

 

保证环境一致性、易于移植

 

ECS 实时容器有助于软件开发人员更快速、更安全地创建和部署应用程序。以传统方法开发代码离不开特定的计算环境,一旦迁移到新环境,容易产生错误和 BUG。开发人员可以将应用程序运行所依赖的全部内容(包括数据文件、共享库和配置文件等)都封装并隔离在 ECS 实时容器镜像中以实现标准开发环境的构建,开发完成后通过封装着完整环境和应用程序的 ECS 实时容器镜像进行迁移,测试、生产、运维人员都可以直接部署容器镜像来进行测试和发布,大大简化了持续集成、测试和发布的过程,保证了应用在开发、测试、运营阶段的环境一致性。

极其轻量,无系统驻留

 

ECS 实时容器的实现简洁、高效,容器共享主机操作系统内核,单个容器运行时对于系统本身的内存消耗低至 1MB。ECS 实时容器的实现可以自动探测现代处理器高级特性并进行优化,使得容器间的切换可以做到 μs 级。ECS 实时容器技术实现无系统驻留服务,容器的核心功能实现都基于操作系统内核改造完成,安全性与稳定性更高。

 

ECS 实时容器支持 OCI 运行时标准的 mount 挂载功能,如真实宿主环境的 /qt 目录可只读方式挂载到容器内的 /qt 目录,用于复用真实宿主环境的 Qt 共享库,避免存放多份 Qt 共享库浪费磁盘空间的同时,也减小了容器镜像的大小,使得容器的部署、安装、升级更为迅速。

 

资源隔离与限制能力,提供配额管理,高安全可靠

 

ECS 实时容器提供给每个容器隔离的运行环境。ECS 实时容器实现的运行时环境隔离包括容器间的内存空间隔离、文件系统隔离、私有设备隔离、环境变量隔离、IPC 通信隔离等。完整独立的容器运行环境,保证了容器内的应用免受环境和其它应用的影响,以使容器的运行环境符合预期,提升容器内应用的安全性。

 

ECS 实时容器对于操作系统资源提供了配额管理功能,ECS 实时容器支持对容器的 CPU 运行时间、内存大小、内核对象、磁盘存储空间等资源的配额和 shell 命令权限、真实宿主环境设备访问权限的配置,对容器可用资源进行配额和操作进行权限检查以有效拦截越权操作,避免超额使用内核资源,保障系统完全。通过对操作系统资源的配额管理能够更好的实现系统集成。

 

便于开发阶段极速部署

 

ECS 实时容器充分考虑了开发阶段需及时对容器内独立部署的需求,每个容器拥有独立的 FTP 和 TELNET 服务,可多人同时在同一机器上开发不同容器和应用,互不干扰。容器内的应用开发、调试方式与标准 SylixOS 应用开发保持一致。同时 RealEvo-IDE 提供了容器快速同步、打包镜像的功能,使得 ECS 实时容器在开发阶段可以做到 “一键式” 极速部署的效果。

 

兼容 OCI 镜像和运行时标准,接近 Docker 使用习惯

 

OCI(Open Container Initiative)组织由 Google、Docker 等厂商于 2015 年发起成立,并于 2016 年 4 月推出了第一个开放容器标准。标准主要包括 runtime 运行时标准和 image 镜像标准。

 

ECS 实时容器能够兼容 OCI 的镜像标准与运行时标准。对于 OCI 镜像标准,ECS 实时容器实现了对 config、manifest、index 文件的支持,支持使用 Dockerfile 构建容器镜像;对于 OCI 运行时标准,ECS 实时容器实现了容器的 created、running、stopped 等生命状态,支持状态间的切换,ECS 实时容器还扩展支持了容器的暂停与恢复的功能。ECS 实时容器提供的命令行接口接近 Docker 和 OCI 标准使用习惯,已有容器使用经验的用户可快速上手 ECS 实时容器。ECS 实时容器支持符合 OCI 标准的容器管理平台,如 Docker Hub 和翼辉容器管理平台 ECS Manager。

 

 

ECS Manager 和 ECS Cloud 加持,具有弹性管理能力

 

ECS Cloud 是翼辉推出的强大的大型企业级综合化容器管理系统,其包括 ECMP Enterprise 企业管理平台和 ECDP 应用开发平台,支持 CI/CD(持续集成、持续交付/部署)和 DevSecOps 功能。

 

ECS Manager 则是翼辉推出的强大的边缘侧的容器管理平台,其在边缘侧提供了容器镜像管理、容器编排、容器及其宿主节点状态监控和健康管理等强大的弹性管理能力。

 

ECS Manager 同时支持管理 ECS 实时容器和 Docker 容器及 EdgerOS 应用。ECS Manager 使得目标系统具备了在边缘侧部署、升级、回滚容器和应用等功能,以满足目标系统所需的灾备、迁移、升级等需求,如果容器应用使用 VSOA 微服务架构开发,则还可支持滚动更新功能。

 

ECS Manager 所支持的容器编排、状态监控和健康管理功能,使得目标系统的容器运行管理和维护实现自动化,同时 ECS Manager 收集目标系统的容器的状态、健康、日志记录并上报到 ECS Cloud,方便开发者能及时掌握容器内应用在生产环境运行时的问题,以实现 CI/CD 和 DevSecOps 目标。

 

总结与展望

翼辉信息的 ECS 实时容器保证了应用在开发与部署阶段的环境一致性,可以实现对整个应用运行环境的版本控制,一旦应用出现故障可以快速回滚,同时可以解决由于环境变化产生的程序不正常现象。ECS 实时容器极其轻量,对系统资源的占用开销极低,拥有卓越的硬实时性和优异的性能以及强大的跨平台基因,可广泛适应任务关键型软硬件的应用场景。ECS 实时容器具备完善的资源隔离与限制能力,可杜绝应用错误对操作系统与其他应用产生的影响,通过对容器内系统资源的配额管理能够更好的实现系统集成。同时,ECS 实时容器兼容 OCI 容器镜像标准和运行时标准,接近 Docker 使用习惯,可以与符合 OCI 标准的容器管理平台实现无缝对接。

 

翼辉信息的下一个目标是,以新一代 ECS 实时容器作为标准基础设施搭配翼辉全套自研技术体系产品 EdgerOS、VSOA 微服务架构、ECS Manager 容器管理平台、ECS Cloud 大型企业级综合化容器管理系统,让整个业务系统技术体系上升到一个全新的台阶,真正实现任务关键型软件系统开发的 “四个现代化”:

 

  • 资源标识化

  • 功能模型化

  • 部署容器化

  • 管理自动化

 

基于翼辉信息的 EdgerOS、ECS 实时容器、容器管理平台、VSOA,可灵活构建出全自主技术体系的任务关键型云原生架构,实现部署容器化、管理自动化的 DevSecOps 功能,为行业用户的大型复杂应用提供可靠、实时、弹性、高可用的基础平台,广泛赋能场景复杂、跨域连接的智能制造、智能汽车、航空船舶等领域。

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