Docker-搭建简单的应用栈

本文参考《Docker容器和容器云》 2.3.2章节应用栈搭建过程，对原书中出现的问题 -镜像不断的更新导致- 做了修改，特此说明。

系统环境

操作系统版本

$ cat /etc/issue
Debian GNU/Linux 8 \n \l

内核版本

$ uname -r
3.16.0-4-amd64

Docker版本

 docker version
Client:
 Version:      1.12.1
 API version:  1.24
 Go version:   go1.6.3
 Git commit:   23cf638
 Built:        Thu Aug 18 05:02:53 2016
 OS/Arch:      linux/amd64

Server:
 Version:      1.12.1
 API version:  1.24
 Go version:   go1.6.3
 Git commit:   23cf638
 Built:        Thu Aug 18 05:02:53 2016
 OS/Arch:      linux/amd64

应用栈搭建

我们将搭建一个包含6个节点的Docker应用栈，其中包括一个代理节点、两个Web应用节点、一个主数据库节点及两个从数据库节点。应用栈的具体结构如图所示：

获取应用栈节点所需的镜像

根据应用栈结构，需要从Docker Hub获取HAProxy、Redis和Django的镜像：

# docker pull ubuntu:14.04
# docker pull haproxy   
# docker pull redis
# docker pull django
# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
haproxy             latest              65599e2ea3f2        2 weeks ago         139.1 MB
redis               latest              0d1cbfaa41da        2 weeks ago         185 MB
ubuntu              14.04               4a725d3b3b1c        3 weeks ago         188 MB
django              latest              79d802ec2b6c        4 weeks ago         437.4 MB

应用栈节点启动

启动应用栈节点之前先整理应用栈节点的连接过程：

• 启动redis-master容器节点；
• 两个redis-slave容器节点启动时连接到redis-master；
• 两个APP容器节点启动时连接到redis-master；
• HAProxy容器节点启动时连接到两个APP节点。

此外，为了能够从外网访问应用栈，并通过HAproxy节点访问应用栈中的APP，在启动HAProxy节点时使用-p参数将端口暴露给主机。

启动Redis容器

# docker run -it --name redis-master redis /bin/bash
# docker run -it --name redis-slave1 --link redis-master:master redis /bin/bash 
# docker run -it --name redis-slave2 --link redis-master:master redis /bin/bash

启动Gjango容器

# docker run -it --name APP1 --link redis-master:db -v ~/Projects/Django/APP1:/usr/src/app django /bin/bash
# docker run -it --name APP2 --link redis-master:db -v ~/Projects/Django/APP2:/usr/src/app django /bin/bash

启动HAproxy容器

# docker run -it --name HAProxy --link APP1:APP1 --link APP2:APP2 -p 6301:6301 -v ~/Projects/HAProxy:tmp haproxy /bin/bash

说明：启动每个容器时都需分配一个终端。

容器启动信息查看：

# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
ab25650701f0        haproxy             "/docker-entrypoint.s"   3 hours ago         Up 3 hours          0.0.0.0:6301->6301/tcp   HAProxy
ace790044e06        django              "/bin/bash"              3 hours ago         Up 3 hours                                   APP2
64963af16131        django              "/bin/bash"              3 hours ago         Up 3 hours                                   APP1
aa77330aee2a        redis               "docker-entrypoint.sh"   3 hours ago         Up 3 hours          6379/tcp                 redis-slave2
1fd72289d4f2        redis               "docker-entrypoint.sh"   3 hours ago         Up 3 hours          6379/tcp                 redis-slave1
518b41200dab        redis               "docker-entrypoint.sh"   3 hours ago         Up 3 hours          6379/tcp                 redis-master

应用栈容器节点配置

Redis Master主数据库容器节点配置

我们知道通过volume可以在宿主机和容器之间共享数据，因此可在宿主机上创建和编辑Redis的启动配置文件。使用docker inpect命令查看volume挂载情况：

# docker inspect -f '{{ .Mounts }}' redis-master
[{5920a23b5e230a449230bbd4807912793bbc3bab0a05ae085ff95423301f0d6c /var/lib/docker/volumes/5920a23b5e230a449230bbd4807912793bbc3bab0a05ae085ff95423301f0d6c/_data /data local  true }]

可以看出，redis-master的volume在宿主机上为目录/var/lib/docker/volumes/5920a23b5e230a449230bbd4807912793bbc3bab0a05ae085ff95423301f0d6c/_data，在容器中为/data。
执行如下命令创建Redis的启动配置文件redis.conf：

# cd /var/lib/docker/volumes/5920a23b5e230a449230bbd4807912793bbc3bab0a05ae085ff95423301f0d6c/_data
# cp /~/redis.conf .
# vim redis.conf

对于redis主数据库，修改如下模板文件中的几个参数：

daemonize yes
pidfile /var/run/redis.pid

redis.conf模板下载：https://github.com/yhsong-linux/docker-redis/blob/master/redis.conf

在宿主机上创建好启动配置文件后，切换到容器中的/data目录，将redis.conf拷贝到执行工作目录，然后启动redis服务：

# cd /data 
# cp redis.conf /usr/local/bin
# cd /usr/local/bin
# redis-server redis.conf

Redis Slave从数据库容器节点配置

与Redis Master容器节点类似，在启动Redis Slave容器节点之后，需要查看vloume信息，并创建启动配置文件。
对于Redis从数据库，需要修改如下几个参数：

daemonize yes
pidfile /var/run/redis.pid
slaveof master 6379

在宿主机上创建好启动配置文件后，切换到容器中的/data目录，将redis.conf拷贝到执行工作目录，然后启动redis服务：

# cd /data 
# cp redis.conf /usr/local/bin
# cd /usr/local/bin
# redis-server redis.conf

Redis数据库容器节点测试

在Redis Master和Redis Slave容器节点的配置和服务启动后，可以通过启动Redis的客户端程序来测试数据库。
首先，在Redis Master容器内，启动Redis的客户端程，并存储一个数据：

# redis-cli
127.0.0.1:6379> set master 518b
OK
127.0.0.1:6379> get master
"518b"

接着，在两个Redis Slave容器内，分别启动Redis的客户端程，查询之前在Master数据库中存储的数据：

# redis-cli
127.0.0.1:6379> get master
"518b"

根据响应可知，Master数据库中的数据已经同步到Slave数据库中。至此，应用栈的数据库部分搭建完成。

APP容器节点（Django）的配置

Django容器启动后，需要利用Django框架，开发一个简单的Web程序。为了访问数据库，需要在容器中安装Python的Redis支持包：

# pip install redis

安装完成后，验证支持包是否安装成功：

# python
Python 3.4.5 (default, Aug 22 2016, 20:55:07) 
[GCC 4.9.2] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import redis
>>> print(redis.__file__)
/usr/local/lib/python3.4/site-packages/redis/__init__.py

如上面的输出，则表示现在可以使用Pythob语言调用Redis数据库了。接下来创建Web程序。以APP1为例，进入宿主机的volume目录对新建APP进行编辑。
在容器的volume目录下/usr/src/app下，开始创建APP：

# cd /usr/src/app
# mkdir dockerweb
# cd dockerweb
# django-admin.py startproject redisweb
# ls
redisweb 
# cd redisweb
# ls
manage.py  redisweb
# python manager.py startapp helloworld
# ls
helloworld  manage.py  redisweb

在容器中创建APP后，切换到宿主机的volume目录~/Projects/Django/App1下：

# cd ~/Projects/Django/App1
# ls
dockerweb

可以看到，在容器内创建的APP文件在宿主机的volume目录下同样可见。然后修改helloword应用的视图文件views.py：

# cd dockerweb/redisweb/helloworld
# ls
admin.py  __init__.py  migrations  models.py  tests.py  views.py
# vim views.py

修改后的views.py文件如下：

from django.shortcuts import render
from django.http import HttpResponse

# Create your views here.
import redis

def hello(requset):
    str=redis.__file__
    str+="
"
    r = redis.Redis(host='db', port=6379, db=0)
    info = r.info()
    str+=("Set Hi 
")
    r.set('Hi', 'HelloWorld-APP1')
    str+=("Get Hi: %s 
" % r.get('Hi'))
    str+=("Redis Info: 
")
    str+=("Key: Info Value")
    for key in info:
        str+=("%s: %s
" % (key, info[key]))
    return HttpResponse(str)

注意，连接Redis数据库时，使用–link参数创建db连接来代替具体的IP地址；同理，对于APP2，使用想要的db连接即可。
接下来，修改redisweb项目的配置文件setiing.py，添加新建的helloworld应用：

# cd ../redisweb
# ls
__init__.py  __pycache__  settings.py  urls.py  wsgi.py

在setting.py文件中的INSTALLED_APPS选项下添加helloworld：

# Application definition

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'helloworld',
]

最后，修改redisweb项目的URL模板文件urls.py，它将设置访问应用的URL模式，并为URL模式调用的视图函数之间的映射表：

# vim urls.py

在url.py文件中，引入helloworld应用的hello视图，并为hello视图添加一个urlpatterns变量。修改后的urls.py文件如下：

from django.conf.urls import * 
from django.contrib import admin
admin.autodiscover()
from helloworld.views import hello

urlpatterns = [ 
   url(r'^admin/', include(admin.site.urls)),
   url(r'^helloworld$', hello),
]

以上修改完成后，再次进入容器，在目录/usr/src/app/dockerweb/redisweb下生成项目：

# python manage.py makemigrations
No changes detected
# python manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions
Running migrations:
  Rendering model states... DONE
  Applying contenttypes.0001_initial... OK
  Applying auth.0001_initial... OK
  Applying admin.0001_initial... OK
  Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
  Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
  Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
  Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
  Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
  Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
  Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
  Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
  Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK

至此，所有APP1容器的配置已经完成，APP2容器的配置也是同样的过程。配置完成APP1和APP2的容器后，就完成了应用栈的APP部分的全部配置。
在启动APP容器的Web服务器时，可以指定服务器的端口和IP地址，为了通过HAproxy容器节点接受外网所有的公共IP地址访问，实现负载均衡，需要指定服务器的IP地址和端口。对于APP1使用8001端口，而APP2使用8002端口，同时，都使用0.0.0.0地址。以APP1为例，启动服务器的过程如下：

# python manage.py runserver 0.0.0.0:8001
# python manage.py runserver 0.0.0.0:8001
Performing system checks...

System check identified no issues (0 silenced).
September 20, 2016 - 23:16:44
Django version 1.10, using settings 'redisweb.settings'
Starting development server at http://0.0.0.0:8001/
Quit the server with CONTROL-C.

HAproxy容器节点配置

所有对应用栈的访问均通过HAproxy负载均衡代理容器节点实现负载均衡。
首先，将HAProxy的启动配置我呢间复制到容器中，在宿主机的volumes目录~/Projects/HAProxy/下：

# cd ~/Projects/HAProxy/
# vim haproxy.cfg

修改后的haproxy.cfg文件如下：

global
    log 127.0.0.1   local0
    maxconn 4096
    chroot /usr/local/sbin
    daemon
    nbproc  4
    pidfile /usr/local/sbin/haproxy.pid


defaults
    log     127.0.0.1   local3
    mode    http
    option  dontlognull
    option  redispatch
    retries 2
    maxconn 2000
    balance roundrobin 
    timeout connect 5000ms
    timeout client  50000ms
    timeout server  50000ms

listen redis_proxy  
    bind 0.0.0.0:6301
    stats enable
    stats uri /haproxy-stats
    stats auth phil:NRG93012
        server APP1 APP1:8001 check inter 2000 rise 2 fall 5
        server APP2 APP2:8002 check inter 2000 rise 2 fall 5

随后，进入容器的volume目录/tmp下，将Haproxy的启动配置文件复制到HAproxy的工作目录：

# cd /tmp
# cp haproxy.cfg /usr/local/sbin
# cd /usr/local/sbin
# ls
haproxy  haproxy-systemd-wrapper  haproxy.cfg

然后，利用配置文件启动HAProxy代理：

# haproxy -f haproxy.cfg

应用栈访问测试

在浏览器中访问http://172.17.0.7:6301/helloworld，可以看到APP1或APP2的页面：

说明：172.17.0.7是HAProxy容器的地址。
本地测试通过后，尝试在其他主机上通过应用栈入口地址的IP地址和6301端口访问应用栈APP，即http://192.168.1.104:6301/helloworld，如下图所示：

说明：192.168.1.104是宿主机的IP地址。