【docker】Docker consul的容器服务更新与发现

目录

一、Consul

（1）什么是服务注册与发现

（2）什么是consul  

（3）Raft算法

二、registrator服务器

三、consul-template

四、实验

4.1 consul 服务器部署  192.168.88.10 

1. 建立 Consul 服务

2.设置代理，在后台启动 consul 服务端

3.启动consul后默认会监听5个端口：

4. 查看集群信息

5.通过 http api 获取集群信息

4.2 registrator服务器部署  192.168.88.20

1. 安装 Gliderlabs/Registrator

2. 测试服务发现功能是否正常

3. 验证 http 和 nginx 服务是否注册到 consul

4.3 部署consul-template守护进程  192.168.88.10

1. 准备 template nginx 模板文件

2. 编译安装nginx

3. 配置 nginx

4. 配置并启动 template

5. 访问 template-nginx  在192.168.88.20操作

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。

(2) 删除nginx微服务容器

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一、Consul

（1）什么是服务注册与发现

服务发现：信息保存

服务发现：看保存的信息在不在

注册中心：提供分布式高可用，对前端后端进行解耦

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。

client收集数据传给server端，server再进行持久化保存到本地。

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。

（3）Raft算法

Raft算法就是分布式系统算法，有一个leader和两个follower，通过以leader为准的方式来实现一系列的共识和各节点的一致，leader处理信息，接收请求并且同步数据给follower，follower会接收这些同步的数据进行备份，两者之间还有心跳，follower会监听leader，一旦leader挂了会有follower来代替。

（4） 数据流向

服务发现是怎么发现的？

registator作为监听，监听sock里面的配置文件的变化，nginx服务会把所有的信息写在sock里面，sock里面会有nginx服务的对象，当socket中的配置文件发生变化时，registator会把数据直接发给consul服务器，目的是把nginx服务发生变化的ip加端口号写入到consul里面，consul服务器会显示一个网页，客户端可以访问这个网页，sock是docker.server服务里面的一个文件

docker.sock被挂载到registator目的是为了监听docker容器中服务的上线和下线

二、registrator服务器

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。

三、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。

四、实验

consul服务器	192.168.88.10	运行consul服务、nginx服务、consul-template守护进程
registrator服务器	192.168.88.20	运行registrator容器、运行nginx容器

4.1 consul 服务器部署  192.168.88.10 

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/

2.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=192.168.88.10 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

命令解析:

-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。

3.启动consul后默认会监听5个端口：

netstat -natp | grep consul

启动consul后默认会监听5个端口：
8300：replication、leader farwarding的端口  replication 副本集,代表同步  farwarding 转发
8301：lan cossip的端口   内部同一数据中心端口通信
8302：wan gossip的端口  不同数据中心端口通信
8500：web ui界面的端口  用于http端口和web
8600：使用dns协议查看节点信息的端口

consul端口说明

数据中心1和数据中心2都是服务端但是两者是两个数据，通过8302 wan gossip的端口进行通信

不同数据中心端口通信，8300端口是同一数据中心通信

4. 查看集群信息

#查看members状态

consul members

#查看集群状态

consul operator raft list-peers

consul info | grep leader

5.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

4.2 registrator服务器部署  192.168.88.20

//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=192.168.88.20 \
consul://192.168.88.10:8500

命令解析：

--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://192.168.88.10:8500，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
输入   curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services 
显示   {"consul":[],"httpd":[],"nginx":[]}

4.3 部署consul-template守护进程  192.168.88.10

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 192.168.88.10;
    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

安装依赖环境和编译工具，并创建nginx用户

yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make

useradd -M -s /sbin/nologin nginx

下载nginx压缩包到/opt目录下并解压

 进入解压后的nginx文件夹镜像编译安装

tar zxvf nginx-1.22.0.tar.gz -C /opt/

cd /opt/nginx-1.22.0/

./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make -j && make install

 将nginx命令软连接到/usr/local/sbin/下可以进行全局使用

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

将 consul-template包上传到/opt目录下并解压，将解压后的 consul-template移动到/usr/local/bin下可进行全局使用

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 192.168.88.10:8500 \
--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/kgc.conf:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload" \
--log-level=info

 重新打开一个窗口查看是否根据模板生成了新的子配置文件

5. 访问 template-nginx  在192.168.88.20操作

docker ps -a

docker exec -it 9cc7ab816f97 bash
echo "this is test1 web" > /usr/share/nginx/html/index.html

docker exec -it b73106db285b bash
echo "this is test2 web" > /usr/share/nginx/html/index.html

浏览器访问：http://192.168.88.10:8000/，并不断刷新。
这里注意，如果20机器是还原过的机器，需要inin 6重启一下虚拟机后再开启docker服务

否则页面不会正常访问

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。

自动增加了容器节点

 查看nodes已新增

(2) 删除nginx微服务容器

停止test-05的nginx容器

 查看日志已更新

停止新增的test-05的nginx容器查看是生效

查看nodes已删除