通过Docker Compose及NGINX反向代理实现ASP.NET5应用的负载均衡

本文以ASP.NET应用为例，讲述了如何通过NGINX访问运行在本机上的ASP.NET 5服务，并采用Docker Compose对ASP服务进行编排，同时提供简单的负载均衡机制。

　　ASP.NET 5可以在很多操作系统下运行，也支持IIS等多种不同的web服务器。网上关于ASP.NET 5的教程有很多，这里我就不多说了，大家可以自己去搜索。今天我们要讲的是如何通过NGINX访问运行在本机上的ASP.NET 5服务，并采用Docker Compose对ASP服务进行编排，同时提供简单的负载均衡机制。

　　当然，在Docker Compose出现之前，.NET web开发领域也有其他实现负载均衡的办法，比方说，大家也可以在mono框架下运行ASP.NET Web API应用，并通过NGINX提供访问接口，供用户访问。只不过这样做有点麻烦，用ASP.NET 5 来实现这些功能要方便得多。

　　本文中我们用的就是ASP.NET 5，整个应用搭建好以后大概就是下图这个架构，详细的代码我会贴在文中，方便大家学习：

 

在RC1上运行ASP.NET 5应用

　　这里我建了一个简单的ASP.NET 5应用，这个应用会输出一条问候信息，同时列出本机的环境变量。项目架构如下所示：

tugberk@ubuntu:~/apps/aspnet-5-samples/nginx-lb-sample$ tree

.

├── docker-compose.yml

├── docker-nginx.dockerfile

├── docker-webapp.dockerfile

├── global.json

├── nginx.conf

├── NuGet.Config

├── README.md

└── WebApp

    ├── hosting.json

    ├── project.json

    └── Startup.cs

　　应用程序的信息代码很简单，这里就不贴了。不过大家要注意一点，由于我们需要通过Kestrel公开ASP.NET 5应用的服务器URL，在公开的时候最好采用“0.0.0.0”，而不是localhost或者127.0.0.1，这样才能更好地支持Docker。我用的hosting.json file 是这样写的：

{

    "server": "Microsoft.AspNet.Server.Kestrel",

    "server.urls": "http://0.0.0.0:5090"

}

在Docker容器中运行ASP.NET 5

　　接下来就该在Docker容器里运行ASP.NET 5了。整个过程非常简单，大家一看就懂。首先我们要先从Docker Hub中下载ASP.NET的镜像，这里我用的是下面的Dockerfile脚本：

FROM microsoft/aspnet:1.0.0-rc1-update1

COPY ./WebApp/project.json /app/WebApp/

COPY ./NuGet.Config /app/

COPY ./global.json /app/

WORKDIR /app/WebApp

RUN ["dnu", "restore"]

ADD ./WebApp /app/WebApp/

EXPOSE 5090

ENTRYPOINT ["dnx", "run"]

　　就是这短短几行命令，ASP.NET 5应用就可以跑在Docker容器里面了。下面要做的就是构建并运行Docker镜像：

docker build -f docker-webapp.dockerfile -t hellowebapp .

docker run -d -p 5090:5090 hellowebapp

　　执行上面两行命令，以detached模式运行容器。容器跑起来之后我们就可以在自己的主机上提供HTTP终端访问该ASP应用了：

　　大家可以对容器进行任何操作，重建、停止、删除等等都可以。

NGINX和Docker Compose

　　终于来到最后一步，这里我们要引入NGINX 和 Docker Compose了。可能有些读者还不熟悉NGINX，我先科普一下，NGINX是一个免费的高性能开源HTTP服务器，同时也是一个反向代理服务器。在生产环境中，我们不能直接将Kestrel公开给外部网络用户，最好的办法就是用NGINX、IIS或Apache Web Server之类的技术成熟的服务器做代理，将Kestrel的服务转一道手再提供给用户访问。

　　至于这样做的原因，大家可以去网上搜索相关的教程，这里就不赘述了。总之大家切记一点，在生产环境中运行应用时千万不能直接把Kestrel暴露给外网。

　　介绍了NIGINX，那么什么是Docker Compose呢？Docker Compose跟NIGNX的性质完全不同，它是一个工具，可以用来对多容器应用进行定义和管理。有了Compose我们就可以通过Compose file（一种YAML文件）来配置应用服务，在本例中我们要同时运行三个以上的容器，用Compose来进行管理将大大提升运行效率。本例中各容器作用如下：

・         容器1：运行ASP.NET 5 应用实例

・         容器2：运行另一个ASP.NET 5 应用实例

・         NGINX容器：运行NGINX进程，为访问ASP.NET 5应用的请求提供代理服务。

　　为了在Docker容器中运行NIGNX，下面我们先对NGINX进行配置。Docker Hub上也提供了NGINX的镜像，我们可以通过该镜像来设置NGINX的配置文件。我把配置文件设成了下面这样：

worker_processes 4;

events { worker_connections 1024; }

http {

    upstream web-app {

        server webapp1:5090;

        server webapp2:5090;

    }

    server {

      listen 80;

      location / {

        proxy_pass http://web-app;

        proxy_http_version 1.1;

        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;

        proxy_set_header Connection keep-alive;

        proxy_set_header Host $host;

        proxy_cache_bypass $http_upgrade;

      }

    }

}

　　这个配置文件没什么特别之处，唯一要指出的是，我们在该文件中对负载均衡和反向代理功能进行了设置。NGINX会根据这些设置来接收来自80端口的请求，并将请求分发到webapp1:5090和webapp2:5090上。当然了，NGINX的设置是门大学问，不过上面的简单设置足够满足我们在本例中的需要了。

　　这里我要多说一句，因为Kestrel的RC1版有bug（RC2版已经修正了这个bug），为了更好地支持Kestrel，我们要在NGINX配置中加一个“Connection: keep-alive”的header，大家可以在上面贴出的代码里看到，我在里面写了“proxy_set_header Connection keep-alive;”。

　　NGINX的Dockerfile脚本如下：

FROM nginx

COPY ./nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf

　　大家可能要问，在本例中webapp1和webapp2（我们之前在NGINX的配置文件中已经进行了设置）的映射关系是怎样的呢？我们设置了运行ASP.NET 5应用的容器的DNS reference文件，我们将reference文件链接到在Docker Compose文件时，DNS会自动映射到相应的容器。Docker Compose 文件中的composition设置如下：

webapp1:

  build: .

  dockerfile: docker-webapp.dockerfile

  container_name: hasample_webapp1

  ports:

    - "5091:5090"

webapp2:

  build: .

  dockerfile: docker-webapp.dockerfile

  container_name: hasample_webapp2

  ports:

    - "5092:5090"

nginx:

  build: .

  dockerfile: docker-nginx.dockerfile

  container_name: hasample_nginx

  ports:

    - "5000:80"

  links:

    - webapp1

    - webapp2

　　大家可以看到，在nginx容器的定义中，我把之前定义好的两个容器连接到了NGINX容器。

　　到这里准备工作就完成了，接下来我们只需执行下面两条docker-compose命令即可启动应用：

docker-compose build

docker-compose up

　　现在三个容器都跑起来了。大家可以访问本机的 localhost:5000端口，看看NGINX是否在提供负载均衡功能，把访问请求分摊到两个ASP.NET 5应用的容器上：

　　大功告成！现在我们已经可以通过NGINX和Docker Compose来实现多容器的负载均衡和反向代理了。不过本文只是一个简单例子，如果大家要把所有容器都跑在一个box里面的话，本文的方法就不合适了。大家如果需要更多这方面的例子，可以关注我的公众号，我会继续为大家深入讲解Docker和负载均衡之间不得不说的故事。