Docker Consul 注册与发现
一、Consul 概述
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(大于或等于3的奇数台)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。
二、Consul 部署
1. 环境
| 节点 | IP地址 | 安装软件 |
|---|---|---|
| consul-server 服务器 | 192.168.23.35 | consul 服务 nginx 服务 consul-template 守护进程 |
| registrator 服务器 | 192.168.23.40 | registrator 容器 nginx 容器 |
关闭防火墙及SeLinux安全机制
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
2. Consul 服务端部署
（1）上传 consul 二进制包
mkdir /opt/consul
cd /opt/consul
# 上传 consul 的二进制包 consul_0.9.2_linux_amd64.zip
rz -E
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=192.168.23.35 \
-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。
&> /var/log/consul.log &：将代理的日志输出重定向到/var/log/consul.log文件，并在后台运行代理。
（3）查看 consul 进程
netstat -natp | grep consul
启动 consul 后默认会监听5个端口
| 端口 | 作用 |
|---|---|
| 8300 | 用于Consul集群内部节点之间的RPC通信和复制（replication） replication、leader farwarding 的端口 |
| 8301 | 用于LAN Gossip协议通信，主要负责在局域网中广播成员关系信息、检测故障和进行状态同步 |
| 8302 | 用于WAN Gossip协议通信，主要负责在广域网中进行跨数据中心的通信和状态同步 |
| 8500 | 用于Consul的HTTP API服务和Web UI界面访问。您可以通过该端口与Consul进行交互、查询和管理集群 |
| 8600 | 用于DNS协议查询，允许您通过DNS接口查看Consul集群中的节点信息和服务发现 |
（4）查看集群信息
① 查看 members 状态
consul members 是一个用于查看当前Consul集群成员的命令。执行该命令将显示出当前运行的Consul节点的详细信息，包括节点名称、节点ID、节点地址、角色和健康状态等。
consul members
② 查看集群状态
consul operator raft list-peers 是一个用于查看Consul Raft共识协议的Peers（节点）列表的命令。执行该命令将显示当前Consul集群中参与Raft共识的节点信息，包括节点ID、节点地址和节点角色等。
通过执行 consul info | grep leader 命令，可以获取当前Consul集群的Leader节点信息。该命令会从 consul info 的输出中筛选出包含 "leader" 关键字的行，以显示当前的Leader节点。
consul operator raft list-peers
consul info | grep leader
（5）通过 http api 获取集群信息
# 查看集群 server 成员
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/peers
# 集群 server-leader
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/leader
# 注册的所有服务
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services
# 查看 nginx 的服务信息
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nginx
# 集群节点详细信息
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nodes
3. registrator 服务器
容器服务自动加入 Nginx 集群
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。
- Consul：Consul 是一个开源的分布式服务发现和配置管理系统。它提供了服务注册与发现、健康检查、键值存储等功能。通过使用Consul，你可以轻松地将容器化的服务注册到Consul中，并且其他服务或应用程序可以通过Consul来发现和访问这些服务。
- Etcd：Etcd 是一个高可用的分布式键值存储系统，由CoreOS团队开发。它主要用于共享配置和服务发现。Etcd提供了简单的接口，可以让你将容器化的服务注册到Etcd中，并且可以在需要时从Etcd中获取服务的相关信息。
- SkyDNS2：SkyDNS2 是一个基于DNS协议的服务发现工具，由etcd驱动。它使用域名解析的方式来实现服务的发现和访问。通过SkyDNS2，你可以将容器化的服务注册为域名，并且其他服务或应用程序可以通过解析该域名来发现和访问服务
（1）安装 Gliderlabs/Registrator
docker run -d \
--name=registrator \
--net=host \
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \
--restart=always \
gliderlabs/registrator:latest \
--ip=192.168.23.40 \
consul://192.168.23.35:8500
--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）启动 nginx和 apache 容器
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
# -h：设置容器主机名
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
4. 测试服务发现发现功能是否正常
（1）验证 nginx 服务是否注册到 consul
浏览器中，输入 http://192.168.23.35:8500，在 Web 页面中“单击 NODES”，然后单击“consurl-server01”，会出现5个服务。
（2）在 consul 服务器使用 curl 测试连接服务器
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services
{"consul":[],"httpd":[],"nginx":[]}
