Docker consul的容器服务更新与发现

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Consul

1什么是服务注册与发现

服务注册与发现是微服务架构中不可或缺的重要组件。起初服务都是单节点的不保障高可用性也不考虑服务的压力承载服务之间调用单纯的通过接口访问。直到后来出现了多个节点的分布式架构起初的解决手段是在服务前端负载均衡这样前端必须要知道所有后端服务的网络位置并配置在配置文件中。这里就会有几个问题
●如果需要调用后端服务A-N就需要配置N个服务的网络位置配置很麻烦
●后端服务的网络位置变化都需要改变每个调用者的配置

既然有这些问题那么服务注册与发现就是解决这些问题的。后端服务A-N可以把当前自己的网络位置注册到服务发现模块服务发现就以K-V的方式记录下来K一般是服务名V就是IP:PORT。服务发现模块定时的进行健康检查轮询查看这些后端服务能不能访问的了。前端在调用后端服务A-N的时候就跑去服务发现模块问下它们的网络位置然后再调用它们的服务。这样的方式就可以解决上面的问题了前端完全不需要记录这些后端服务的网络位置前端和后端完全解耦

2什么是consul
consul是google开源的一个使用go语言开发的服务管理软件。支持多数据中心、分布式高可用的、服务发现和配置共享。采用Raft算法用来保证服务的高可用。内置了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心方案不再需要依赖其他工具比如ZooKeeper等。服务部署简单只有一个可运行的二进制的包。每个节点都需要运行agent他有两种运行模式server 和 client。每个数据中心官方建议需要3或5个server节点以保证数据安全同时保证server-leader的选举能够正确的进行。

在client模式下所有注册到当前节点的服务会被转发到server节点本身是不持久化这些信息。
在server模式下功能和client模式相似唯一不同的是它会把所有的信息持久化到本地这样遇到故障信息是可以被保留的。
server-leader是所有server节点的老大它和其它server节点不同的是它需要负责同步注册的信息给其它的server节点同时也要负责各个节点的健康监测。

consul提供的一些关键特性
服务注册与发现consul通过DNS或者HTTP接口使服务注册和服务发现变的很容易一些外部服务例如saas提供的也可以一样注册。
健康检查健康检测使consul可以快速的告警在集群中的操作。和服务发现的集成可以防止服务转发到故障的服务上面。
Key/Value存储一个用来存储动态配置的系统。提供简单的HTTP接口可以在任何地方操作。
多数据中心无需复杂的配置即可支持任意数量的区域。

安装consul是用于服务注册也就是容器本身的一些信息注册到consul里面其他程序可以通过consul获取注册的相关服务信息这就是服务注册与发现。

Consul 解决什么问题

如果后端应用服务器集群节点数量很多负载均衡器配置和管理会很麻烦的问题
负载均衡器的节点配置条目数量众多后端节点的网络位置发生变化还需要修改所有使用这些后端节点的负载均衡器配置等问题

consul 模式

client模板负责转发注册信息给server节点没有持久化能力
server模式在server节点之间同步注册信息持久化注册信息
server-leader节点负责转发注册信息给其它server节点对各节点健康检查

consul 部署

consul服务器 192.168.80.101 运行consul服务、nginx服务七层转发、consul-template守护进程
registrator服务器 192.168.80.102 Docker运行registrator容器、运行nginx容器提供网页

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

-------- consul服务器 --------

1. 建立 Consul 服务
mkdir /opt/consul
cp /opt/consul_0.9.2_linux_amd64.zip /opt/consul
cd /opt/consul
unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip
mv consul /usr/local/bin/
//设置代理在后台启动 consul 服务端
consul agent \
-server \
-bootstrap \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.80.101 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

命令格式
consul agent -server -bootstrap -ui -data-dir=数据目录 -bind=consul内部通信IP -client=consul外部通信IP -node=节点名称 &> /var/log/consul.log &
mkdir -p /var/lib/consul-data
#创建配置中写的文件夹
-server 以server身份启动。默认是client。
-bootstrap 单节点运行才能设置直接成为leader。用来控制一个server是否在bootstrap模式在一个数据中心中只能有一个server处于bootstrap模式当一个server处于 bootstrap模式时可以自己选举为 server-leader。
-bootstrap-expect=2 集群要求的最少server数量当低于这个数量集群即失效。
-ui 指定开启 UI 界面这样可以通过 http://localhost:8500/ui 这样的地址访问 consul 自带的 web UI 界面。
-data-dir 指定数据存储目录。
-bind 集群内部的通讯地址集群内的所有节点到此地址都必须是可达的默认是0.0.0.0。
-client 集群外部的通讯地址指定 consul 绑定在哪个 client 地址上这个地址提供 HTTP、DNS、RPC 等服务默认是 127.0.0.1。
-node 节点在集群中的名称在一个集群中必须是唯一的默认是该节点的主机名。
-datacenter 指定数据中心名称默认是dc1。
netstat -natp | grep consul

启动consul后默认会监听5个端口
8300replication、leader farwarding的端口
8301lan cossip的端口
8302wan gossip的端口
8500web ui界面的端口
8600使用dns协议查看节点信息的端口

2. 查看集群信息
#查看members状态

consul members
Node             Address             Status  Type    Build  Protocol  DC
consul-server01  192.168.80.101:8301  alive   server  0.9.2  2         dc1

#查看集群状态

consul operator raft list-peers

consul info | grep leader
    leader = true
    leader_addr = 192.168.80.1018300

3. 通过 http api 获取集群信息

curl 127.0.0.1:8500/v1/status/peers             #查看集群server成员
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/leader            #集群 server-leader
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services         #注册的所有服务
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nginx            #查看 nginx 服务信息
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nodes            #集群节点详细信息

-------- registrator服务器 --------

//容器服务自动加入 Nginx 集群
1.102 docker主机安装 Gliderlabs/Registrator 容器
Gliderlabs/Registrator 可检查容器运行状态自动注册还可注销 docker 容器的服务到服务配置中心。目前支持 Consul、Etcd 和 SkyDNS2。
docker run -d --name=registrator2 --net=host -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock --restart=always gliderlabs/registrator:latest --ip=192.168.80.102 consul://192.168.80.101:8500

命令格式
docker run -d --name=registrator --net=host -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock --restart=always gliderlabs/registrator:latest \
--ip=registrator服务器IP  consul://consul服务器IP:8500
--net=host 把运行的docker容器设定为host网络模式。
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock 把宿主机的Docker守护进程(Docker daemon)默认监听的Unix域套接字挂载到容器中。
--restart=always 设置在容器退出时总是重启容器。
--ip 刚才把network指定了host模式所以我们指定ip为宿主机的ip。
consul 指定consul服务器的IP和端口。此处位于命令位置相当于向容器内enterpoint启动命令传参

2. 102 docker主机开启nginx http容器以便让同一主机的Registrator 容器获取数据发送到consul服务器
docker run -itd -p:83:80 --name test-01 -h test01 nginx
docker run -itd -p:84:80 --name test-02 -h test02 nginx
docker run -itd -p:88:80 --name test-03 -h test03 httpd
docker run -itd -p:89:80 --name test-04 -h test04 httpd                #-h设置容器主机名
3. 验证 http 和 nginx 服务是否注册到 consul
浏览器中输入 http://192.168.80.101:8500在 Web 页面中“单击 NODES”然后单击“consurl-server01”会出现 5 个服务。

//在consul服务器使用curl测试连接服务器
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services
    {"consul":[],"httpd":[],"nginx":[]}

consul-template

Consul-Template是基于Consul的自动替换配置文件的应用。Consul-Template是一个守护进程用于实时查询Consul集群信息并更新文件系统上任意数量的指定模板生成配置文件。更新完成以后可以选择运行 shell 命令执行更新操作重新加载 Nginx。

Consul-Template可以查询Consul中的服务目录、Key、Key-values 等。这种强大的抽象功能和查询语言模板可以使 Consul-Template 特别适合动态的创建配置文件。例如创建Apache/Nginx Proxy Balancers 、 Haproxy Backends等。

192.168.80.101 consul服务器负载均衡器基于 NGINX

192.168.80.102 Docker容器

1. 准备 template nginx 模板文件
//在consul服务器上操作

vim /opt/consul/nginx.ctmpl

#定义nginx upstream一个简单模板
upstream http_backend {        #七层转发go语言模版
  {{range service "nginx"}}
   server {{.Address}}:{{.Port}};
    {{end}}
}

#定义一个server监听8000端口反向代理到upstream
server {
    listen 8000;
    server_name localhost 192.168.80.101;           #本机地址
    access_log /var/log/nginx/xue.com-access.log;   #修改日志路径
    index index.html index.php;
    location / {
        proxy_set_header HOST $host;         #添加头部信息真实IP 转发IP 用以确认[非必要]
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header Client-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_pass http://http_backend;
    }
}

```````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````

upstream http_backend {
  {{range service "nginx"}}
   server {{.Address}}:{{.Port}};
    {{end}}
}

server {
    listen 8000;
    server_name localhost 192.168.80.101;
    access_log /var/log/nginx/xue.com-access.log;
    index index.html index.php;
    location / {
        proxy_set_header HOST $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header Client-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_pass http://http_backend;
    }
}

2. 编译安装nginx这里使用yum
yum安装
yum install -y epel-release.noarch
yum install -y nginx

3 配置并启动 template

unzip /opt/consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip -d /opt/
cd /opt/
mv consul-template /usr/local/bin/

//在前台启动 template 服务启动后不要按 ctrl+c 中止 consul-template 进程。

systemctl start nginx

touch /etc/nginx/conf.d/xue.conf
#预先创建要被输出的配置文件不用写入内容

命令格式
consul-template --consul-addr consul服务器IP:8500 --template "consul-template模板文件路径:生成的配置文件路径:应用程序重载命令" --log-level=info


consul-template --consul-addr 192.168.80.101:8500 \
--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/etc/nginx/conf.d/xue.conf:/etc/nginx/sbin/nginx -s reload" \
--log-level=info

#--template 模板文件-生成配置文件位置-启动命令reload重载
#若nginx没有启动需要先启动才能reload

//另外打开一个终端查看生成配置文件

cat /etc/nginx/conf.d/xue.conf

4. 访问 template-nginx

准备nginx容器网页页面
docker ps -a
#查看nginx容器的id
写入主页文件以便访问
docker exec -it 2e0203f45665 bash
echo "this is test1 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit
docker exec -it cf207f6f70ff bash
echo "this is test2 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit
浏览器访问http://192.168.80.101:8000/ 并不断刷新。

5. 增加一个 nginx 容器节点
1102主机 Docker 增加一个 nginx 容器节点测试服务发现及配置更新功能。
docker run -itd -p:85:80 --name test-05 -h test05 nginx
//观察 template 服务会从模板更新/usr/local/nginx/conf/vhost/kgc.conf 文件内容并且重载 nginx 服务。

2查看/etc/nginx/conf.d/xue.conf文件内容
cat /etc/nginx/conf.d/xue.conf
3查看三台 nginx 容器日志请求正常轮询到各个容器节点上
docker logs -f test-01
docker logs -f test-02
docker logs -f test-05

consul 多节点

192.168.80.101 consul服务器负载均衡器基于 NGINX

192.168.80.102 Docker容器

192.168.80.103 consul服务器

注意本实验使用两台consul节点而真实情况一般都是奇数台1 3 5台以便选取leader

添加一台已安装consul的已经安装docker环境的服务器192.168.80.103/24加入已有的群集中
consul agent \
-server \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.80.103 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server02 \
-enable-script-checks=true \
-datacenter=dc1 \
-join 192.168.80.101 &> /var/log/consul.log &
-enable-script-checks=true 设置检查服务为可用
-datacenter : 数据中心名称
-join 加入到已有的集群中