Linux Container與OpenVPN在IoT網(wǎng)關(guān)中的應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展與普及，為了簡(jiǎn)化應(yīng)用部署過程，提高邊緣設(shè)備數(shù)據(jù)采集、過濾、分析與傳輸效率，越來越多的IoT應(yīng)用部署在網(wǎng)關(guān)設(shè)備中。IoT應(yīng)用在網(wǎng)關(guān)設(shè)備的部署解決了各種物聯(lián)網(wǎng)特殊場(chǎng)景需求，充分發(fā)揮了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)地位。然而，隨著更多IoT應(yīng)用的部署，網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，為了規(guī)范IoT應(yīng)用的部署，降低網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的耦合度，本文引入容器虛擬化技術(shù)，為IoT應(yīng)用提供穩(wěn)定、安全的運(yùn)行環(huán)境。
　　本文介紹了當(dāng)前主流系統(tǒng)虛擬化技術(shù)和容器虛擬化

2、解決方案，重點(diǎn)研究了LXC容器底層依賴的Linux內(nèi)核Cgroups和Namespace機(jī)制。分析了IoT網(wǎng)關(guān)應(yīng)用容器化的背景與需求，針對(duì)該場(chǎng)景下IoT應(yīng)用實(shí)時(shí)性要求不高、但安全性要求較高的特點(diǎn)，并結(jié)合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)現(xiàn)有架構(gòu)，提出一種基于LXC與OpenVPN的IoT網(wǎng)關(guān)應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境解決方案。本文實(shí)現(xiàn)了多層容器鏡像、非特權(quán)容器與OpenVPN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要工作包括:(1)研究并分析了當(dāng)前主流的系統(tǒng)虛擬化技術(shù)和幾種典型的容器虛擬化解決方案。(2

3、)對(duì)嵌入式系統(tǒng)虛擬化的特點(diǎn)與面臨的問題進(jìn)行了介紹，并重點(diǎn)分析了Linux內(nèi)核Cgroups和Namespace機(jī)制的底層實(shí)現(xiàn)。(3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了IoT網(wǎng)關(guān)容器化方案，完成了LXC工具的移植、容器管理模塊化、實(shí)現(xiàn)了容器多層鏡像與管理，通過User Namespace實(shí)現(xiàn)非特權(quán)容器，在容器內(nèi)部集成OpenVPN技術(shù)，構(gòu)建虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，為IoT應(yīng)用數(shù)據(jù)提供安全傳輸隧道。
　　最后通過分析運(yùn)行結(jié)果，驗(yàn)證了本文提出的IoT網(wǎng)關(guān)應(yīng)用平臺(tái)容器化