Docker（七）---consul 容器服务发现与更新

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前言

• 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！

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一、简介

1.概述

• 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。
• 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。

2.consul的两种模式

• 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。

3.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。

4.服务发现与更新

• 两个nginx之间做keepalived，访问的时候通过httpd的方式访问keepalived，访问到nginx的主服务器，并且这个主服务器会代理给后端服务器上的Container，Container上面可以跑 tomcat/php/apache 等服务。
• 发现：
  Consul会在docker服务器上安插一个眼线（registrator），它会自己去探测当前主机上容器的状态变化（增加和减少），并且可以自己去进行调整。
  当发现容器变化了以后，会把变化的信息告诉consul的server端并且注册到consul的server端，注册以后在UI界面可以在web网页里面查看节点的变化。
• 更新：
  Consul agent控制consul template模板，使用template组件去和nginx.conf来进行对接，使用template这种方式来构建模板，模板里面都是变量，引用变量的方式去加载后端由consul注册到server端之后，server会把这个信息告诉agent，agent会和template进行对接并写入template中，更新完以后它会作为nginx.conf的子配置文件被前端的nginx所识别，最后consul agent 会控制nginx来进行reload，reload后会识别到nginx.conf配置文件中upstream池和proxy_pass信息的变化，也就是说可以识别后端的节点，这样就可以在地址池中动态的调整后端的资源。

二、consul部署

1.环境

192.168.3.14  docker-ce、docker-compose、consul-template
192.168.3.15  Docker、registrator


template：模板（更新）
registrator：自动发现+注册到consul-server端
后端每构建出一个容器，会向registrator进行注册，控制consul完成更新操作，consul会触发consul template模板进行热更新（reload）
核心机制：consul 自动发现、自动更新，为容器提供服务（添加、删除、生命周期）

2.consul服务器

mkdir /root/consul
cd consul/
wget http://112.124.46.81/consul_0.9.2_linux_amd64.zip
unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip
mv consul /usr/bin/

consul agent \
-server \			#sever模式
-bootstrap \		#前端框架
-ui \				#可被访问的web界面
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.3.14 \
-client=0.0.0.0 \	#用于监听registrator返回信息
-node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

consul agent \
-server \
-bootstrap \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.3.14 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

jobs  //查看

consul members		//查看集群节点信息

浏览器访问 192.168.3.14:8500

3.容器服务自动加入consul集群（server节点）

• 在3.15节点，执行以下操作

1.安装Gliderlabs/Registrator
可检查容器运行状态自动注册，还可以注销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=192.168.3.15 \
> consul://192.168.3.14:8500


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

3.验证 httpd 和 nginx 是否正常注册
浏览器访问 192.168.3.14:8500

4.安装consul-template
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

#以下操作在consul服务器 192.168.3.14上操作
4.1 准备template nginx 模板文件
vim /root/consul/nginx.ctmpl	

upstream http_backend {
  {{range service "nginx"}}
   server {{.Address}}:{{.Port}};                       #此处引用的变量会指向后端的地址和端口（动态变化）
   {{end}}
}

server {
  listen 83;                                                                    #ngixn的监听端口
  server_name localhost 192.168.3.14;                   #反向代理的IP地址(前端展示的NG服务的IP)
  access_log /var/log/nginx/klj.cn-access.log;
  index index.html index.php;
  location / {
    proxy_set_header HOST $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;                                            #后端真实IP
    proxy_set_header Client-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;        #转发地址
    proxy_pass http://http_backend;
  }
}

>>>>wq

4.2 编译安装nginx
yum install gcc pcre-devel zlib-devel -y
cd /opt
wget http://112.124.46.81/nginx-1.12.2.tar.gz
tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz
cd nginx-1.12.2
./configure --prefix=/usr/local/nginx
make && make install

4.3 配置 nginx
cd /usr/local/nginx/conf
vim nginx.conf
http {
     include       mime.types;							#默认存在的
     include       vhost/*.conf;         					#添加虚拟主机目录为了让那个识别vhost/*.conf的文件（consul动态生成的配置文件就会放在这里）
     default_type  application/octet-stream;

mkdir /usr/local/nginx/conf/vhost		 				#创建虚拟主机目录
mkdir /var/log/nginx		 							#创建日志文件目录
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin
nginx	

5. 配置 template
cd /root/consul
wget http://112.124.46.81/consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip
unzip consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip		
mv consul-template /usr/bin/

#关联 nginx 虚拟目录中的子配置文件操作
consul-template -consul-addr 192.168.3.14:8500 -template "/root/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/test.conf:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload" --log-level=info 	 

• 再重新打开一个终端，查看配置文件

cd /usr/local/nginx/conf/vhost
cat test.conf

6. 增加一个nginx容器节点，测试服务器发现以及配置更新功能

#在 registrator/192.168.3.15 服务端注册
docker run -itd -p 85:80 --name test-05 -h test05 nginx

• 在网页端查看，发现85端口出现

• 再去查看配置文件，发现多出85端口

• 再去查看三台nginx容器日志，请求正常轮训到各个容器节点上

docker logs -f test-01
docker logs -f test-02
docker logs -f test-03

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