[docker] Docker容器服务更新与发现之consul

一、consul的相关知识

1.1 什么是注册与发现

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！

1.2 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。

1.3 zookeeper和consul的区别 

zookeeper使用临时节点特性来用于服务发现（当服务断开时，临时节点删除）这种服务发现机制比心跳检测更精致，复杂，但是同样也有一些固有的扩展性问题和增加客户端复杂性，所有的服务端都必须维持同zookeeper的活动连接。

consul的服务发现机制：Consul在集群的每一个节点都运行一个客户端，这些客户端就是 gossip pool（分布式健康检查 分布式健康检查）的一部分，gossip协议实现在服务宕机发现上很高效，无论服务集群中服务数多少，Consul可以通过简单的检查服务返回200状态来进行健康检查。

对比的项目	consul	zookeeper
一致性协议	cp模型	cp模型
健康检查	TCP/HTTP/gRPC/Cmd	KeepAlive
负载均衡策略	Fabio	-
雪崩保护	无	无
自动注销实例	不支持	支持
访问协议	HTTP/DNS	TCP
监听支持	支持	支持
多数据中心	支持	不支持
跨注册中心同步	支持	不支持
SpringCloud集成	支持	不支持
Dubbo集成	不支持	支持
K8s集成	支持	不支持

二、consul 部署 

服务器	IP	主要作用
consul服务器	192.168.136.198	运行consul服务、nginx服务、consul-template守护进程
registrator服务器	192.168.136.150	运行registrator容器、运行nginx容器

2.1 部署consul服务器  

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=192.168.80.15 \
-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
 

consul agent -server -bootstrap -ui -data-dir=/opt/consul/data -bind=192.168.136.198 -client=0.0.0.0 -node=consul-server01 &> /opt/consul/logs/consul.log &

 

2. 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

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

 

2.2 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=192.168.136.150 \
consul://192.168.136.198:8500
 
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
--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
yum -y install nginx
docker run -d -p 9526:80 --name n1 nginx:1.24
docker run -d -p 9527:80 --name n2 nginx:1.24
docker run -d -p 9528:80 --name n3 nginx:1.24
docker run -d -p 9529:80 --name n4 nginx:1.24

3. 验证 http 和 nginx 服务是否注册到 consul
浏览器中，输入 http://192.168.73.105:8500，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 

三、consul-template 的引入 

3.1  consul-template的作用

 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。

3.2  consul-template的具体部署运用

（1）准备 template nginx 模板文件

vim nginx.ctmpl

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

（2） 安装配置 nginx 

yum -y install nginx
vim /etc/nginx/nginx.conf

user  nginx;
worker_processes  auto;

error_log  /var/log/nginx/error.log notice;
pid        /var/run/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include /etc/nginx/consul.conf;
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;

}

vim /etc/nginx/conf.d/default.conf

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    #access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;

    location / {
        #root   /usr/share/nginx/html;
        #index  index.html index.htm;
        proxy_set_header HOST $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_pass http://nginx-backend;
    }

    #error_page  404              /404.html;

    # redirect server error pages to the static page /50x.html
    #
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
    }

    # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
    #
    #location ~ \.php$ {
    #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
    #}

    # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
    #
    #location ~ \.php$ {
    #    root           html;
    #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    #    fastcgi_index  index.php;
    #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
    #    include        fastcgi_params;
    #}

    # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
    # concurs with nginx's one
    #
    #location ~ /\.ht {
    #    deny  all;
    #}
}

 

（3） 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 192.168.136.198:8500 --template "/opt/consul-template/nginx.ctmpl:/etc/nginx/consul.conf:/usr/sbin/nginx -s reload" --log-level=info

（4）访问 template-nginx 

#在registrator主机中
 
docker ps -a
 
 
docker exec -it n1 bash
echo "this is test1 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
 
docker exec -it n2 bash
echo "this is test2 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
 
浏览器访问：http://192.168.136.198:80/ ，并不断刷新。

四、consul 多节点部署 

 
//添加一台已有docker环境的服务器192.168.73.107/24加入已有的群集中
#通过sever1（192.168.73.105）将consul执行文件传送给新的服务端
 
scp consul 192.168.136.150:`pwd`   #192.168.136.198的操作
scp consul 192.168.136.197:`pwd
 
mkdir -p /opt/consul/{data,logs}
 
consul agent -server -ui -data-dir=/opt/consul/data -bind=192.168.136.150 -client=0.0.0.0 -node=consul-server02  -enable-script-checks=true -datacenter=dc1 -join 192.168.136.198 &> /opt/consul/logs/consul.log &

consul agent -server -ui -data-dir=/opt/consul/data -bind=192.168.136.197 -client=0.0.0.0 -node=consul-server03  -enable-script-checks=true -datacenter=dc1 -join 192.168.136.198 &> /opt/consul/logs/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
 
 
consul operator raft list-peers

 

 

脱离consul集群的方法 

 consul leave