一种嵌入式终端设备的管理系统及管理方法

技术领域

本申请涉及嵌入式系统领域，尤其是涉及一种嵌入式终端设备的管理系统及管理方法。

背景技术

嵌入式终端设备中配置有多个容器，容器中运行有容器镜像，容器运行容器镜像时由终端设备的操作系统提供运行环境。为了便于容器更换运行的容器镜像，将搭建容器镜像的任务外包至镜像构建云平台中，并在嵌入式终端中配置容器管理器，由容器管理器和镜像构建云平台进行信息交互，从而实现为容器更换所需的容器镜像。

但是在嵌入式终端设备数量多，终端设备中的容器数量也多的情况下，若继续采用容器管理器和镜像构建云平台进行信息交互方式为容器更换所需的容器镜像，则将有多个容器管理器同时访问镜像构建云平台，占用镜像构建云平台的大量传输空间，甚至影响了镜像构建云平台的稳定性。

发明内容

本申请提供一种嵌入式终端设备的管理系统及管理方法，具有提高对嵌入式系统中容器的管控力度的特点。

本申请目的一是提供一种嵌入式终端设备的管理系统。

本申请的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种嵌入式终端设备的管理系统，包括容器接口模块以及分别与容器接口模块连接的容器配置模块、网络接口模块、镜像解码模块；

所述容器接口模块连接有嵌入式终端设备，所述嵌入式终端设备内配置有容器，所述容器用于运行容器镜像；

所述网络接口模块连接有镜像构建云平台，所述镜像构建云平台用于构建容器镜像。

通过采用上述技术方案，嵌入式终端设备与镜像构建云平台通过本申请的管理系统连接，由管理系统传输和交换在嵌入式终端设备和镜像构建云平台之间的信息，从而避免了多个嵌入式终端设备直接与镜像构建云平台连接，防止多个嵌入式终端设备频繁访问镜像构建云平台。同时，本申请的管理系统运行在嵌入式终端设备之外的独立设备上，从而避免了占用嵌入式终端设备的资源，降低了嵌入式终端设备的运维配置成本。并且，由于本申请的管理系统运行在嵌入式终端设备之外的独立设备上，避免了将管理系统软件移植到嵌入式终端设备上的移植工作量，降低了嵌入式终端设备的研发成本。另外，由于不需要移植管理系统软件到嵌入式终端设备上，降低了对嵌入式终端设备的要求，扩大了嵌入式终端设备选型和运用的范围，从而降低了嵌入式系统的总体管控成本。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述容器接口模块放置在局域网网关中，所述容器配置模块、网络接口模块、镜像解码模块以及嵌入式终端设备放置在同一个局域子网中。

通过采用上述技术方案，容器接口模块放置在局域网网关内，管理系统和嵌入式终端设备部署在同一个局域子网中，管理系统既作为嵌入式终端设备访问镜像构建云平台的网关，同时管理系统也作为镜像构建云平台下达命令的执行代理，将命令转发至内网中的嵌入式终端设备。也就是说，一个内网中，仅部署一个管理系统，就可以管理多台嵌入式终端设备。则仅使用一个管理系统就能够应对多个嵌入式终端设备，这不仅节约了管控嵌入式系统中容器的成本，还能够减少后期对于管理系统的维护成本。另外，嵌入式终端设备隐藏在内网中，可以避免受到来自外网的直接攻击，提高了嵌入式终端设备的安全性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述容器配置模块内存储有嵌入式终端设备的基础信息，所述基础信息包括设备ID号、设备所采用的硬件架构和软件架构、实现的功能。

通过采用上述技术方案，容器配置模块内存储有嵌入式终端设备的基础信息，使得在镜像构建云平台构建容器镜像时，直接从容器配置模块中调取所需的数据即可，而不用再与嵌入式终端设备进行交互，从而为避免多个嵌入式终端设备频繁地访问镜像构建云平台提供保障。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述网络接口模块包括资源传输接口和信息交互接口；

所述资源传输接口用于传输所述容器镜像和配置数据，所述配置数据包括硬件资源和软件资源；

所述信息交互接口用于传输请求指令，所述请求指令包括请求构建指令和请求配置指令。

通过采用上述技术方案，设置资源传输接口和信息交互接口，并设置资源传输接口和信息交互接口传输不同的信息内容，从而便于管理系统管控发送至镜像构建云平台的信息。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述镜像解码模块用于解码所述容器镜像并输出应用程序，运行所述应用程序需要硬件资源和软件资源搭建运行环境。

通过采用上述技术方案，镜像解码模块具有解码功能，从而便于管理系统判断镜像构建云平台输出的容器镜像是否与嵌入式终端设备相匹配，即当嵌入式终端设备无法提供应用程序的运行环境时，说明嵌入式终端设备与镜像构建云平台输出的容器镜像不匹配，此时不再将容器镜像传输至嵌入式终端设备的容器中，从而避免了无效的容器镜像进入到嵌入式终端设备中。由此可知，设置镜像解码器能够为本申请管控嵌入式终端设备中的容器提供技术支持。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述镜像解码模块采用Hopen OCI镜像解码器。

本申请目的二是提供一种嵌入式终端设备的管理方法。

本申请的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种嵌入式终端设备的管理方法，采用容器接口模块实现，包括：

发送请求构建指令至镜像构建云平台；

接收请求配置指令并传输至容器配置模块；

获取配置数据并发送至所述镜像构建云平台；

接收所述镜像构建云平台输出的容器镜像，并传输至镜像解码模块中；

接收所述镜像解码模块输出的应用程序，根据所述应用程序为所述容器镜像匹配目标容器；

将所述容器镜像传输至目标容器中。

通过采用上述技术方案，容器接口模块作为交互中心，能够调动与其相连的容器配置模块、网络接口模块、镜像解码模块以及嵌入式终端设备，并通过网络接口模块调动镜像构建云平台，从而保障了管控嵌入式系统中容器的力度。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述请求构建指令是所述容器接口模块产生的、或是所述嵌入式终端设备产生的或者是通过用户终端由用户发起并发送至所述容器接口模块中的。

通过采用上述技术方案，本申请支持三种用于驱动镜像构建云平台构建容器镜像的模式：一种为容器接口模块产生的请求构建指令，另一种为嵌入式终端设备产生的请求构建指令，第三种为用户终端产生的请求构建指令。由此可知，三种驱动模式提高了本申请的实用性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请以容器接口模块为交互中心，由容器接口模块根据嵌入式终端设备的需求而调动与之相连的容器配置模块、网络接口模块、镜像解码模块，从而不仅实现了为嵌入式终端设备中的容器传输所需的容器镜像的目的，还避免了多个嵌入式终端设备频繁地访问镜像构建云平台，即本申请提高了对嵌入式系统中容器的管控力度；

2.本申请将容器接口模块放置在局域网网关内，而将管理系统和嵌入式终端设备部署在同一个局域子网中，管理系统既作为嵌入式终端设备访问镜像构建云平台的网关，并且管理系统同时也作为镜像构建云平台下达命令的执行代理，将命令转发至内网中的嵌入式终端设备。也就是说，一个内网中，仅部署一个管理系统，就可以管理多台嵌入式终端设备。则仅使用一个管理系统就能够应对多个嵌入式终端设备，这不仅节约了管控嵌入式系统中容器的成本，还能够减少后期对于管理系统的维护成本；

3.本申请还支持三种用于驱动镜像构建云平台构建容器镜像的模式，三种驱动模式提高了本申请的实用性。

附图说明

图1本申请实施例的示例性运行环境示意图。

图2为本申请实施例的嵌入式终端设备结构图。

图3为本申请实施例的镜像构建云平台结构图。

图4为本申请实施例的应用于容器接口模块中的嵌入式终端设备的管理方法流程图。

附图标记说明：1、嵌入式终端设备；11、容器层；12、接口配置层；13、实时操作系统层；14、硬件层；2、镜像构建云平台；21、数据处理模块；22、代理节点模块；23、支撑环境仓库；24、基础镜像仓库；25、安全监测模块；3、容器管理器；31、容器接口模块；32、容器配置模块；33、网络接口模块；34、镜像解码模块；4、用户终端。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1示出了能够在其中实现本申请实施例的示例性运行环境示意图。参照图1，该运行环境包括嵌入式终端设备1、镜像构建云平台2、容器管理器3以及用户终端4。其中，嵌入式终端设备1通过容器管理器3与镜像构建云平台2进行信息交互，用户终端4分别与镜像构建云平台2和容器管理器3连接。

参照图2，与容器管理器3连接的嵌入式终端设备1设置有多个，在本示例中，仅展示一个。嵌入式终端设备1包括容器层11、接口配置层12、实时操作系统层13以及硬件层14，接口配置层12分别与容器层11、实时操作系统层13以及硬件层14连接。

具体地，实时操作系统层13内存储有多种软件资源，硬件层14中包含多种硬件资源，容器层11设置有N个容器，N为大于2以上的正整数。容器可以通过接口配置层12从实时操作系统层13中获取软件资源以及从硬件层14中得到硬件资源，从而为运行容器镜像搭建运行环境。本申请中，由于嵌入式终端设备1中的容器数量较多，为了提高嵌入式终端设备1中的容器更换容器镜像的效率，将搭建容器镜像的工作分配给镜像构建云平台2，由镜像构建云平台2构建容器镜像。

参照图3，镜像构建云平台2包括数据处理模块21、代理节点模块22、支撑环境仓库23、基础镜像仓库24以及安全监测模块25。数据处理模块21为连接中心，分别与代理节点模块22、支撑环境仓库23、基础镜像仓库24以及安全监测模块25进行双向通信。

其中，代理节点模块22存储有硬件架构和软件架构。支撑环境仓库23存储有硬件文件和软件文件，硬件文件是指在硬件架构下所需的最小的文件系统，而软件文件是指软件架构下所需的最小的文件系统。硬件架构和硬件文件统称为硬件资源，而软件架构和软件文件统称为软件资源。基础镜像仓库24存储有搭建模型和历史搭建的容器镜像。数据处理模块21用于从代理节点模块22中调取硬件架构和软件架构、从支撑环境仓库23中调取硬件文件和软件文件、从基础镜像仓库24中调取搭建模型，并根据获取到的硬件架构、软件架构、硬件文件、软件文件以及搭建模型搭建容器镜像，然后由安全监测模块25检测容器镜像的安全性和保密性，最后由数据处理模块21将通过安全检测的容器镜像输出至容器管理器3中。或者数据处理模块21调取存储在基础镜像仓库24中的历史容器镜像，从而减少了镜像构建云平台2的计算量。

参照图1，在本示例中，容器管理器3也称为管理系统，该管理系统是运行在嵌入式终端设备之外的独立设备上。具体地，容器管理器3包括容器接口模块31、容器配置模块32、网络接口模块33以及镜像解码模块34。容器接口模块31设置在局域网网关内，容器接口模块31通过网络接口模块33与镜像构建云平台2相连接，同时容器接口模块31分别连接嵌入式终端设备1、容器配置模块32、网络接口模块33以及镜像解码模块34，容器接口模块31作为与其相连的各个模块的交互中心，能够实现信息的传输和交换。在本实施例中，将容器管理器3和嵌入式终端设备1部署在同一个局域子网中。

容器配置模块32内存储有嵌入式终端设备1的基础信息，基础信息如设备ID号、设备所采用的硬件架构和软件架构、实现的功能、安全等级、维修记录等便于容器管理器3管控嵌入式终端设备1的数据项。

网络接口模块33与镜像构建云平台2连接，网络接口模块33包括资源传输接口和信息交互接口。资源传输接口用于在嵌入式终端设备1和镜像构建云平台2之间传输软件资源和硬件资源，还用于传输由镜像构建云平台2输出的容器镜像，在实际应用中，可根据数据的需要而切换用于传输该数据的资源传输接口。信息交互接口用于传输在容器管理器3和镜像构建云平台2之间的各种请求指令，如请求构建指令、请求配置指令等。

镜像解码器采用Hopen OCI镜像解码器，镜像解码器用于接收镜像构建云平台2输出的容器镜像，并对容器镜像解码后得到应用程序以及应用程序的文件系统和容器运行时的规范描述文件，从而便于管理系统判断镜像构建云平台2输出的容器镜像是否与嵌入式终端设备1相匹配，即当嵌入式终端设备1无法提供应用程序的运行环境时，说明嵌入式终端设备1与镜像构建云平台2输出的容器镜像不匹配，此时容器接口模块31不再将容器镜像传输至嵌入式终端设备1的容器中，从而避免了无效的容器镜像进入到嵌入式终端设备1中。而若嵌入式终端设备1与镜像构建云平台2输出的容器镜像匹配，则由容器接口模块31将容器镜像传输至嵌入式终端设备1的容器中，并将该容器标记为目标容器。

为了便于说明管理系统的作用，本申请还提供一种嵌入式终端设备1的管理方法，该管理方法主要应用于容器接口模块31中。参照图4，管理方法的主要流程描述如下。

步骤S1：发送请求构建指令至镜像构建云平台2。

请求构建指令是用于驱动镜像构建云平台2构建容器镜像的。在本实施例中，嵌入式终端设备1可以根据需要向容器管理器3发送请求构建指令，然后由容器管理器3将请求构建指令传输至镜像构建云平台2中。也可以由开发人员或者用户通过用户终端4发起的，用户终端4可以直接向镜像构建云平台2发送指令，也可以将请求构建指令传输至容器管理器3中，而最终由容器管理器3将请求构建指令传输至镜像构建云平台2中。还可以由容器管理器3产生请求构建指令并传输至镜像构建云平台2中。

上述的用户终端4可以为手机、电脑、平板等电子设备。

步骤S2：接收请求配置指令并传输至容器配置模块32。

请求配置指令是镜像构建云平台2用于构建容器镜像时的标准，即镜像构建云平台2在构建容器镜像时，所需的硬件架构、软件架构、硬件文件、软件文件以及搭建完成后的容器镜像要实现的功能等。因此，请求配置指令是镜像构建云平台2在接收到请求构建指令后生成的。

网络接口模块33用于接收镜像构建云平台2输出的请求配置指令，并将请求配置指令传输至容器接口模块31，即容器接口模块31接收到请求配置指令。

容器接口模块31作为交互中心，在接收到请求配置指令时，将请求配置指令传输至容器配置模块32中，由容器配置模块32依据请求配置指令在基础信息中调取配置数据。

步骤S3：获取配置数据并发送至镜像构建云平台2。

在容器配置模块32接收到请求配置指令时，首先会判断生成请求配置指令的原因：

当请求配置指令是由嵌入式终端设备1发送的请求构建指令而产生的，则容器配置模块32会将发送该请求构建指令的嵌入式终端设备1的硬件资源和软件资源上报给镜像构建云平台2，即生成配置数据传输至容器接口模块31中，由容器接口模块31通过网络接口模块33传输至镜像构建云平台2；

当请求配置指令是由容器管理器3生成的请求构建指令而产生的，或者是由用户终端输入的请求构建指令生成的，则容器配置模块32会将当前有更换容器镜像需求的嵌入式终端设备1的硬件资源和软件资源上报给镜像构建云平台2。同样地，容器配置模块32依然会将上报的数据输出为配置数据，并由容器接口模块31通过网络接口模块33传输至镜像构建云平台2中。

步骤S4：接收镜像构建云平台2输出的容器镜像，并传输至镜像解码模块34中。

镜像构建云平台2在获取到配置数据后，会根据配置数据中的硬件资源和软件资源在基础镜像仓库24中匹配对应的容器镜像，如果基础镜像仓库24中存在与配置数据对应的容器镜像，则将该容器镜像输出。否则，在基础镜像仓库24中没有对应的容器镜像时，数据处理模块21将依据配置数据分别从代理节点模块22中调取硬件架构和软件架构、从支撑环境仓库23中调取硬件文件和软件文件、从基础镜像仓库24中调取搭建模型，再根据获取到的硬件架构、软件架构、硬件文件、软件文件以及搭建模型搭建容器镜像，然后将搭建好的容器镜像输入安全监测模块25中进行检测，最后将通过安全检测的容器镜像输出至网络接口模块33中。

网络接口模块33接收到容器镜像后，传输至容器接口模块31中，再由容器接口模块31传输至镜像解码模块34中，由镜像解码模块34解压容器镜像。

步骤S5：接收镜像解码模块34输出的应用程序，根据应用程序为容器镜像匹配目标容器。

由运行环境部分的实施例可知，镜像解码模块34对容器镜像进行解码后得到应用程序，然后由容器接口模块31判断镜像构建云平台2输出的容器镜像是否与嵌入式终端设备1相匹配，即当嵌入式终端设备1能够提供应用程序的运行环境时，说明嵌入式终端设备1与镜像构建云平台2输出的容器镜像匹配，此时容器接口模块31将容器镜像传输至嵌入式终端设备1的容器中，并将该容器标记为目标容器。否则，说明嵌入式终端设备1与镜像构建云平台2输出的容器镜像不匹配，从而不再将容器镜像输出至嵌入式终端设备1中。

步骤S6：将容器镜像传输至目标容器中。

最后，在确认了目标容器后，由容器接口模块31将容器镜像传输至目标容器中，同时容器接口模块31输出调整指令至容器配置模块32中，容器配置模块32接收到调整指令后，更新其内部存储的基础信息，即，将目标容器所属的嵌入式终端设备1的有更换容器镜像需求切换为需求已得到满足，从而不再将该嵌入式终端设备1纳入为下一次的容器镜像匹配目标容器的列表中。

综上所述，本申请实施例提供的一种嵌入式终端设备的管理方法的实施原理为：首先，容器管理器3向镜像构建云平台2发送请求构建指令，以驱动镜像构建云平台2构建容器镜像；然后，容器管理器3接收镜像构建云平台2返回的请求配置指令，并根据请求配置指令返回配置数据，便于镜像构建云平台2根据配置数据构建容器镜像；最后，为镜像构建云平台2生成的容器镜像匹配目标容器，并将容器镜像传输至目标容器中，从而不仅实现了为嵌入式终端设备中的容器传输所需的容器镜像的目的，还避免了多个嵌入式终端设备频繁地访问镜像构建云平台，即本申请提高了对嵌入式系统中容器的管控力度。另外，由于不需要移植管理系统软件到嵌入式终端设备上，降低了对嵌入式终端设备的要求，扩大了嵌入式终端设备选型和运用的范围，从而降低了嵌入式系统的总体管控成本。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。