Docker Compose和Consul

Docker-compose

我们知道使用一个Dockerfile模板文件可以定义一个单独的应用容器，如果需要定义多个容器就需要服务编排。服务编排有很多种技术方案，今天给大家介绍 Docker 官方产品 Docker Compose 。
docker swarm（管理跨节点）

Dockerfile可以让用户管理一个单独的应用容器；而Compose则允许用户在一个模板（YAML格式）中定义一组相关联的应用容器（被称为一个 project，即项目），例如一个 Web 服务容器再加上后端的数据库服务容器等。

------------------------------------ Docker-compose 简介 ------------------------------------
Docker-Compose项目是Docker官方的开源项目，负责实现对Docker容器集群的快速编排。

Docker-Compose将所管理的容器分为三层，分别是工程（project），服务（service）以及容器（container）。Docker-Compose运行目录下的所有文件（docker-compose.yml，extends文件或环境变量文件等）组成一个工程，若无特殊指定工程名即为当前目录名。一个工程当中可包含多个服务，每个服务中定义了容器运行的镜像、参数、依赖。一个服务当中可包括多个容器实例，Docker-Compose并没有解决负载均衡的问题，因此需要借助其它工具实现服务发现及负载均衡，比如 Consul。

Docker-Compose的工程配置文件默认为docker-compose.yml，可通过环境变量COMPOSE_FILE或-f参数自定义配置文件，其定义了多个有依赖关系的服务及每个服务运行的容器。

使用一个Dockerfile模板文件，可以让用户很方便的定义一个单独的应用容器。在工作中，经常会碰到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个Web项目，除了Web服务容器本身，往往还需要再加上后端的数据库服务容器，甚至还包括负载均衡容器等。

Compose允许用户通过一个单独的docker-compose.yml模板文件（YAML 格式）来定义一组相关联的应用容器为一个项目（project）。

Docker-Compose项目由Python编写，调用Docker服务提供的API来对容器进行管理。因此，只要所操作的平台支持Docker API， 就可以在其上利用Compose来进行编排管理。

------------------------------------ compose 部署 ------------------------------------

1. Docker Compose 环境安装
   Docker Compose 是 Docker 的独立产品，因此需要安装 Docker 之后在单独安装 Docker Compose

#下载
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.21.1/docker-compose-uname -s-uname -m -o /usr/local/bin/docker-compose
#安装
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
#查看版本
docker-compose --version

2. YAML 文件格式及编写注意事项
   YAML 是一种标记语言，它可以很直观的展示数据序列化格式，可读性高。类似于 XML数据描述语言，语法比 XML 简单的很多。YAML 数据结构通过缩进来表示，连续的项目通过减号来表示，键值对用冒号分隔，数组用中括号 [] 括起来， hash 用花括号 {} 括起来。

使用 YAML 时需要注意下面事项：
●大小写敏感
●通过缩进表示层级关系
●不支持制表符 tab 键缩进，只能使用空格缩进
●缩进的空格数目不重要，只要相同层级左对齐，通常开头缩进2个空格
●用 # 号注释
●符号字符后缩进1个空格，如冒号 : 、逗号 , 、横杠 -
●如果包含特殊字符用单引号(‘’)引起来会作为普通字符串处理，双引号(“”): 特殊字符作为本身想表示的意思
name: “Hi,\nTom”

数据结构：
●对象映射: 键值对的字典
animal: pets

●序列数组: 一组按次序排列的列表

• Cat
• Dog
• Goldfish

[“Cat”, “Dog”, “Goldfish”]

●布尔值
debug: true
debug: false

示例：

yaml 格式

languages: #序列的映射

• Java
• Golang
• Python
  websites: #映射的映射
  cpu: 2
  memory: 1024M
  swap: 2048M
  disk: 60G

键：{值}

Json 格式

{
languages: [
‘Java’,
‘Golang’,
‘Python’
],
resources: {
cpu: ‘2’,
memory: ‘1024M’,
swap: ‘2048M’,
disk: ‘60G’
}
}

3. Docker Compose配置常用字段
   字段 描述
   build 指定 Dockerfile 文件名，
   要指定Dockerfile文件需要在build标签的子级标签中使用dockerfile标签指定
   dockerfile 构建镜像上下文路径
   context 可以是 dockerfile 的路径，或者是指向 git 仓库的 url 地址
   image 指定镜像
   command 执行命令，覆盖容器启动后默认执行的命令
   container_name 指定容器名称，由于容器名称是唯一的，如果指定自定义名称，则无法scale指定容器数量
   deploy 指定部署和运行服务相关配置，只能在 Swarm 模式使用
   environment 添加环境变量
   networks 加入网络，引用顶级networks下条目
   network_mode 设置容器的网络模式，如 host，bridge，…
   ports 暴露容器端口，与 -p 相同，但端口不能低于 60
   volumes 挂载一个宿主机目录或命令卷到容器，命名卷要在顶级 volumes 定义卷名称
   volumes_from 从另一个服务或容器挂载卷，可选参数 :ro 和 :rw，仅版本 ‘2’ 支持
   hostname 容器主机名
   sysctls 在容器内设置内核参数
   links 连接到另外一个容器，- 服务名称[:服务别名]
   privileged 用来给容器root权限，注意是不安全的，true | false
   restart 设置重启策略，no，always，no-failure，unless-stoped
   no，默认策略，在容器退出时不重启容器。
   on-failure，在容器非正常退出时（退出状态非0），才会重启容器。
   on-failure:3，在容器非正常退出时重启容器，最多重启3次。
   always，在容器退出时总是重启容器。
   unless-stopped，在容器退出时总是重启容器，但是不考虑在 Docker 守护进程启动时就已经停止了的容器。
   depends_on 在使用Compose时，最大的好处就是少打启动命令，但一般项目容器启动的顺序是有要求的，如果直接从上到下启动容器，可能会因为容器依赖问题而启动失败。例如在没启动数据库容器的时候启动应用容器，应用容器会因为找不到数据库而退出。depends_on标签用于解决容器的依赖、启动先后的问题。
   php:
   depends_on:

   • apache
   • mysql

4. Docker Compose 常用命令
   字段 描述
   build 重新构建服务
   ps 列出容器
   up 创建和启动容器
   exec 在容器里面执行命令
   scale 指定一个服务容器启动数量
   top 显示容器进程
   logs 查看容器输出
   down 删除容器、网络、数据卷和镜像
   stop/start/restart 停止/启动/重启服务

5. Docker Compose 文件结构
   yum install -y tree
   tree /opt/compose_nginx
   /opt/compose_nginx/
   ├── docker-compose.yml #创建模板脚本
   ├── nginx
   │?? ├── Dockerfile #创建容器脚本
   │?? ├── nginx-1.12.0.tar.gz #复制源码包
   │?? └── run.sh #启动服务脚本
   └── wwwroot
   └── index.html #站点网页

（1）准备依赖文件
mkdir -p /opt/compose_nginx/nginx /opt/compose_nginx/wwwroot
cd /opt/compose_nginx/nginx
cp nginx-1.12.0.tar.gz ./

vim run.sh
#!/bin/bash
/usr/local/nginx/sbin/nginx

vim Dockerfile
#基于基础镜像
FROM centos:7
#用户信息
MAINTAINER this is nginx image
#添加环境包
RUN yum -y update
RUN yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx
#上传nginx软件压缩包，并解压
ADD nginx-1.12.0.tar.gz /usr/local/src/
#指定工作目录
WORKDIR /usr/local/src/nginx-1.12.0
RUN ./configure
–prefix=/usr/local/nginx
–user=nginx
–group=nginx
–with-http_stub_status_module && make && make install
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH
#指定http和https端口
EXPOSE 80
EXPOSE 443
//方法一：
RUN echo “daemon off;” >> /usr/local/nginx/conf/nginx.conf #关闭 nginx 在后台运行
#添加宿主机中run.sh到容器中
ADD run.sh /run.sh
RUN chmod 755 /run.sh
CMD [“/run.sh”]
//方法二：
ENTRYPOINT [ “/usr/local/nginx/sbin/nginx”, “-g”, “daemon off;” ]

echo “

this is test web

” > /opt/compose_nginx/wwwroot/index.html

（2）编写配置文件docker-compose.yml
vim /opt/compose_nginx/docker-compose.yml
version: ‘3’
services:
nginx:
container_name: web1
hostname: nginx
build:
context: ./nginx
dockerfile: Dockerfile
ports:
- 1216:80
- 1217:443
networks:
lnmp:
ipv4_address: 172.18.0.10
volumes:
- ./wwwroot:/usr/local/nginx/html
networks:
lnmp:
driver: bridge
ipam:
config：
- subnet: 172.16.0.0/16

cd /opt/compose_nginx/
docker-compose -f docker-compose.yml up -d

-f, --file FILE ：使用特定的 compose 模板文件，默认为 docker-compose.yml
-p, --project-name NAME ：指定项目名称，默认使用目录名称
-d ：在后台运行

docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
b48dceee248f compose_nginx_nginx “/run.sh” About a minute ago Up About a minute 0.0.0.0:1216->80/tcp, 0.0.0.0:1217->443/tcp compose_nginx_nginx_1

cd /opt/compose_nginx/
docker-compose ps #必须在docker-compose.yml所在目录执行此命令

浏览器访问：http://192.168.10.23:1216

2、nginx + tomcat docker-compose编排

Docker consul的容器服务更新与发现
------------------------------------ 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 部署 ------------------------------------
consul服务器 192.168.10.23 运行consul服务、nginx服务、consul-template守护进程
registrator服务器 192.168.10.13 运行registrator容器、运行nginx容器

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

-------- consul服务器 --------

1. 建立 Consul 服务
   mkdir /opt/consul
   cp 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=192.168.80.80
-client=0.0.0.0
-node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

---

-server： 以server身份启动。默认是client。
-bootstrap ：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 ：指定用来在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 ：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：
8300：replication、leader farwarding的端口
8301：lan cossip的端口
8302：wan gossip的端口
8500：web 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 192.168.80.80:8301 alive server 0.9.2 2 dc1

#查看集群状态
consul operator raft list-peers
Node ID Address State Voter RaftProtocol
consul-server01 192.168.80.80:8300 192.168.80.80:8300 leader true 2

consul info | grep leader
leader = true
leader_addr = 192.168.10.23:8300

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. 安装 Gliderlabs/Registrator
   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=registrator
–net=host
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock
–restart=always
gliderlabs/registrator:latest
–ip=192.168.80.90
consul://192.168.80.80:8500

---

–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。

2. 测试服务发现功能是否正常
   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 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://192.168.80.80:8500，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。

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 {
   {{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 192.168.80.80;
access_log /var/log/nginx/kgc.com-access.log; #修改日志路径
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
   yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
   useradd -M -s /sbin/nologin nginx
   tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz -C /opt/
   cd /opt/nginx-1.12.2/
   ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make -j && make install

ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

3. 配置 nginx
   vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
   …
   http {
   include mime.types;
   include vhost/*.conf; #添加虚拟主机目录
   default_type application/octet-stream;
   …

//创建虚拟主机目录
mkdir /usr/local/nginx/conf/vhost

//创建日志文件目录
mkdir /var/log/nginx

//启动nginx
nginx

4. 配置并启动 template
   unzip 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。
consul-template --consul-addr 192.168.80.80:8500
–template “/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/kgc.conf:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload”
–log-level=info

//另外打开一个终端查看生成配置文件
upstream http_backend {
server 192.168.10.13:83;

server 192.168.10.13:84;

}

server {
listen 8000;
server_name 192.168.10.23;
access_log /var/log/nginx/kgc.cn-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;
}
}

5. 访问 template-nginx
   docker ps -a
   CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
   d3c8b7f360b0 nginx “/docker-entrypoint.…” 49 seconds ago Up 48 seconds 0.0.0.0:84->80/tcp, :::84->80/tcp test-02
   572d9b9ce77d nginx “/docker-entrypoint.…” 12 minutes ago Up 12 minutes 0.0.0.0:83->80/tcp, :::83->80/tcp test-01
   b51a0dcecbed gliderlabs/registrator:latest “/bin/registrator --…” 13 minutes ago Up 9 minutes registrator

docker exec -it 572d9b9ce77d bash
echo “this is test1 web” > /usr/share/nginx/html/index.html

docker exec -it d3c8b7f360b0 bash
echo “this is test2 web” > /usr/share/nginx/html/index.html

浏览器访问：http://192.168.80.80:8000/，并不断刷新。

6. 增加一个 nginx 容器节点
   （1）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/usr/local/nginx/conf/vhost/kgc.conf 文件内容
cat /usr/local/nginx/conf/vhost/kgc.conf
upstream http_backend {

server 192.168.10.23:83;

server 192.168.10.23:84;

server 192.168.10.23:85;

server 192.168.10.23:86;

}

（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
docker logs -f test-06

---------------------------consul 多节点------------------------------
//添加一台已有docker环境的服务器192.168.10.14/24加入已有的群集中
consul agent
-server
-ui
-data-dir=/var/lib/consul-data
-bind=192.168.10.14
-client=0.0.0.0
-node=consul-server02
-enable-script-checks=true
-datacenter=dc1
-join 192.168.10.23 &> /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

consul members
Node Address Status Type Build Protocol DC
consul-server01 192.168.10.23:8301 alive server 0.9.2 2 dc1
consul-server02 192.168.10.14:8301 alive server 0.9.2 2 dc1

consul operator raft list-peers
Node ID Address State Voter RaftProtocol
Node ID Address State Voter RaftProtocol
consul-server01 192.168.10.23:8300 192.168.10.23:8300 leader true 2
consul-server02 192.168.10.14:8300 192.168.10.13:8300 follower true 2