Docker consul 的容器服务更新与发现
一、Consul简介
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。
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. 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。
4. 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。
二、consul 部署
--- 环境准备 ---
| 服务器 | IP 地址 | 功能 |
| consul 服务器 | 20.0.0.6 | 运行 consul服务、nginx 服务、consul-template 守护进程 |
| registrator 服务器 | 20.0.0.11 | 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
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname consul #设置主机名 [root@localhost ~]# su [root@consul ~]# mkdir /opt/consul [root@consul ~]# cd /opt/consul/ [root@consul consul]# ls [root@consul consul]# rz -E rz waiting to receive. [root@consul consul]# ls consul_0.9.2_linux_amd64.zip [root@consul consul]# unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip Archive: consul_0.9.2_linux_amd64.zip inflating: consul [root@consul consul]# mv consul /usr/local/bin/ [root@consul consul]# ll /usr/local/bin/ 总用量 41776 -rwxr-xr-x. 1 root root 42777946 8月 10 2017 consul
设置代理，在后台启动consul服务端
[root@consul consul]# consul agent \ > -server \ > -bootstrap \ > -ui \ > -data-dir=/var/lib/consul-data \ > -bind=20.0.0.6 \ > -client=0.0.0.0 \ > -node=consul-server01 &> /var/log/consul.log & [1] 56070
[root@consul consul]# netstat -natp | grep consul tcp 0 0 20.0.0.6:8300 0.0.0.0:* LISTEN 56070/consul tcp 0 0 20.0.0.6:8301 0.0.0.0:* LISTEN 56070/consul tcp 0 0 20.0.0.6:8302 0.0.0.0:* LISTEN 56070/consul tcp6 0 0 :::8500 :::* LISTEN 56070/consul tcp6 0 0 :::8600 :::* LISTEN 56070/consul
-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。
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
（1）查看members状态
consul members
（2）查看集群状态
consul operator raft list-peers
（3）通过http api获取群集信息
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
三、部署 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 \ -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \ --restart=always \ gliderlabs/registrator:latest \ --ip=20.0.0.11 \ consul://20.0.0.6:8500
--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
被监控的节点服务器上，nginx容器的服务启动后，并做了端口映射后，会将映射的信息写入到宿主机的docker.sock文件
registrator自动发现模块会监控宿主机的docker.sock ，就会发现nginx服务。
registrator 会将信息写入到consul的自动注册模块，通过8500 web ui 展示
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 #-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://20.0.0.6:8500，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(20.0.0.6) 使用 curl 测试连接服务器
[root@consul consul]# curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services {"consul":[],"httpd":[],"nginx":[]}[root@consul consul]#
四、consul-template
（1）consul-template 概述
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。
（2）consul-template 作用
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（20.0.0.6）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 20.0.0.6; access_log /var/log/nginx/test.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
[root@consul consul]# yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make [root@consul consul]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx [root@consul consul]# cd /opt [root@consul opt]# ls consul containerd rh [root@consul opt]# rz -E rz waiting to receive. [root@consul opt]# ls consul containerd nginx-1.12.0.tar.gz rh [root@consul opt]# tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/ [root@consul opt]# cd /opt/nginx-1.12.0/ [root@consul nginx-1.12.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make && make install [root@consul nginx-1.12.0]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
3、配置 nginx
[root@consul nginx-1.12.0]# 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
[root@consul nginx-1.12.0]# mkdir /usr/local/nginx/conf/vhost
//创建日志文件目录
[root@consul nginx-1.12.0]# mkdir /var/log/nginx
//启动nginx
[root@consul nginx-1.12.0]# nginx [root@consul nginx-1.12.0]# netstat -natp | grep nginx tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 55764/ngin: master
4、编译安装、配置并启动 template
[root@consul nginx-1.12.0]# cd /opt [root@consul opt]# ls consul containerd nginx-1.12.0 nginx-1.12.0.tar.gz rh [root@consul opt]# rz -E rz waiting to receive. [root@consul opt]# ls consul containerd nginx-1.12.0.tar.gz consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip nginx-1.12.0 rh [root@consul opt]# unzip consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip -d /opt/ Archive: consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip inflating: /opt/consul-template [root@consul 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
[root@consul opt]# consul-template --consul-addr 20.0.0.6:8500 \ > --template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/test.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
[root@consul ~]# cd /usr/local/nginx/conf/vhost/ [root@consul vhost]# ls test.conf [root@consul vhost]# cat test.conf
#定义nginx upstream一个简单模板 upstream http_backend { server 20.0.0.11:83; server 20.0.0.11:84; }
#定义一个server，监听8000端口，反向代理到upstream server { listen 8000; server_name localhost 20.0.0.6;
#修改日志路径 access_log /var/log/nginx/test.com-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
//在 registrator 服务器（20.0.0.11）上面操作，添加网页测试文件
[root@localhost ~]# docker ps -a CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED 8caac9ade133 httpd "httpd-foreground" 58 minutes ago 6e84aaf7e351 httpd "httpd-foreground" 58 minutes ago f42687d76c0b nginx "/docker-entrypoint.…" 59 minutes ago 90fa66b4a11c nginx "/docker-entrypoint.…" 59 minutes ago 70d57c95e0fc gliderlabs/registrator:latest "/bin/registrator --…" About an hour ago [root@localhost ~]# docker exec -it f42687d76c0b bash root@test02:/# echo "this is test1 web" > /usr/share/nginx/html/index.html root@test02:/# exit exit [root@localhost ~]# docker exec -it 90fa66b4a11c bash root@test01:/# echo "this is test2 web" > /usr/share/nginx/html/index.html root@test01:/# exit exit
//浏览器访问http://20.0.0.6:8000/ 并不断刷新网页
6、增加一个 nginx 容器节点
（1）增加一个 nginx 容器节点(在20.0.0.6 上操作)，测试服务发现及配置更新功能。
[root@localhost ~]# docker run -itd -p:85:80 --name test-05 -h test05 nginx 14c25832ef9b7c84ce042d085d77cc924b72b23a104c00706c82f4a2a9d227e7 [root@localhost ~]# docker ps -a CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES 14c25832ef9b nginx "/docker-entrypoint.…" 15 seconds ago Up 14 seconds 0.0.0.0:85->80/tcp, :::85->80/tcp test-05 8caac9ade133 httpd "httpd-foreground" About an hour ago Up About an hour 0.0.0.0:89->80/tcp, :::89->80/tcp test-04 6e84aaf7e351 httpd "httpd-foreground" About an hour ago Up About an hour 0.0.0.0:88->80/tcp, :::88->80/tcp test-03 f42687d76c0b nginx "/docker-entrypoint.…" About an hour ago Up About an hour 0.0.0.0:84->80/tcp, :::84->80/tcp test-02 90fa66b4a11c nginx "/docker-entrypoint.…" About an hour ago Up About an hour 0.0.0.0:83->80/tcp, :::83->80/tcp test-01 70d57c95e0fc gliderlabs/registrator:latest "/bin/registrator --…" About an hour ago Up About an hour registrator
//观察 template 服务，会从模板更新/usr/local/nginx/conf/vhost/test.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/ly.conf
（3）查看三台 nginx 容器日志（20.0.0.11 上操作），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
五、consul 多节点
1、添加一台已有docker环境的服务器20.0.0.12/24加入已有的群集中
//在 20.0.0.12 上操作
[root@localhost ~]# cd /opt [root@localhost opt]# ls containerd rh [root@localhost opt]# rz -E rz waiting to receive. [root@localhost opt]# ls consul_0.9.2_linux_amd64.zip containerd rh [root@localhost opt]# unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip Archive: consul_0.9.2_linux_amd64.zip inflating: consul [root@localhost opt]# mv consul /usr/local/bin/
[root@localhost opt]# consul agent \ > -server \ > -ui \ > -data-dir=/var/lib/consul-data \ > -bind=20.0.0.12 \ > -client=0.0.0.0 \ > -node=consul-server02 \ > -enable-script-checks=true \ > -datacenter=dc1 \ > -join 20.0.0.6 &> /var/log/consul.log & [1] 5599 -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
2、查看集群成员以及状态
[root@localhost opt]# consul members Node Address Status Type Build Protocol DC consul-server01 20.0.0.6:8301 alive server 0.9.2 2 dc1 consul-server02 20.0.0.12:8301 alive server 0.9.2 2 dc1 [root@localhost opt]# consul operator raft list-peers Node ID Address State Voter RaftProtocol consul-server01 20.0.0.6:8300 20.0.0.6:8300 leader true 2 consul-server02 20.0.0.12:8300 20.0.0.12:8300 follower true 2
