Dubbo与Kubernetes集成
Dubbo应用迁移到docker的问题
Dubbo是阿里开源的一套服务治理与rpc框架，服务的提供者通过zookeeper把自己的服务发布上去，然后服务调用方通过zk获取服务的ip和端口，dubbo客户端通过自己的软负载功能自动选择服务提供者并调用，整个过程牵涉到的三方关系如下图所示。
在正常的情况下，这三方都在同一个互通的网段，provider提供给zk的就是获取到的本机地址，consumer能访问到这个地址。
但是假如服务放在docker容器中，而调用者并不在docker中，它们的网段是不一样的。
这个时候就出现问题了，consumer无法访问到provider了。
Dubbo提供的解决方案
新版的Dubbo提供了四个配置来指定与注册服务相关的地址和端口。
DUBBO_IP_TO_REGISTRY: 要发布到注册中心上的地址
DUBBO_PORT_TO_REGISTRY: 要发布到注册中心上的端口
DUBBO_IP_TO_BIND: 要绑定的服务地址(监听的地址)
DUBBO_PORT_TO_BIND: 要绑定的服务端口
以IP地址为例，Dubbo先找是不是有DUBBO_IP_TO_BIND这个配置，如果有使用配置的地址，如果没有就取本机地址。然后继续找DUBBO_IP_TO_REGISTRY，如果有了配置，使用配置，否则就使用DUBBO_IP_TO_BIND。具体代码如下：
/**
* Register & bind IP address for service provider, can be configured separately.
* Configuration priority: environment variables -> java system properties -> host property in config file ->
* /etc/hosts -> default network address -> first available network address
*
* @param protocolConfig
* @param registryURLs
* @param map
* @return
*/
private static String findConfigedHosts(ServiceConfig<?> sc,
ProtocolConfig protocolConfig,
List<URL> registryURLs,
Map<String, String> map) {
boolean anyhost = false;
String hostToBind = getValueFromConfig(protocolConfig, DUBBO_IP_TO_BIND);
if (hostToBind != null && hostToBind.length() > 0 && isInvalidLocalHost(hostToBind)) {
throw new IllegalArgumentException("Specified invalid bind ip from property:" + DUBBO_IP_TO_BIND + ", value:" + hostToBind);
}
// if bind ip is not found in environment, keep looking up
if (StringUtils.isEmpty(hostToBind)) {
hostToBind = protocolConfig.getHost();
if (sc.getProvider() != null && StringUtils.isEmpty(hostToBind)) {
hostToBind = sc.getProvider().getHost();
}
if (isInvalidLocalHost(hostToBind)) {
anyhost = true;
try {
logger.info("No valid ip found from environment, try to find valid host from DNS.");
hostToBind = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();
} catch (UnknownHostException e) {
logger.warn(e.getMessage(), e);
}
if (isInvalidLocalHost(hostToBind)) {
if (CollectionUtils.isNotEmpty(registryURLs)) {
for (URL registryURL : registryURLs) {
if (MULTICAST.equalsIgnoreCase(registryURL.getParameter("registry"))) {
// skip multicast registry since we cannot connect to it via Socket
continue;
}
try (Socket socket = new Socket()) {
SocketAddress addr = new InetSocketAddress(registryURL.getHost(), registryURL.getPort());
socket.connect(addr, 1000);
hostToBind = socket.getLocalAddress().getHostAddress();
break;
} catch (Exception e) {
logger.warn(e.getMessage(), e);
}
}
}
if (isInvalidLocalHost(hostToBind)) {
hostToBind = getLocalHost();
}
}
}
}
map.put(BIND_IP_KEY, hostToBind);
// registry ip is not used for bind ip by default
String hostToRegistry = getValueFromConfig(protocolConfig, DUBBO_IP_TO_REGISTRY);
if (hostToRegistry != null && hostToRegistry.length() > 0 && isInvalidLocalHost(hostToRegistry)) {
throw new IllegalArgumentException("Specified invalid registry ip from property:" + DUBBO_IP_TO_REGISTRY + ", value:" + hostToRegistry);
} else if (StringUtils.isEmpty(hostToRegistry)) {
// bind ip is used as registry ip by default
hostToRegistry = hostToBind;
}
map.put(ANYHOST_KEY, String.valueOf(anyhost));
return hostToRegistry;
}
然后我们看这个getValueFromConfig()，它调用了下面的函数，可以看到，它是先找环境变量，再找properties。
public static String getSystemProperty(String key) {
String value = System.getenv(key);
if (StringUtils.isEmpty(value)) {
value = System.getProperty(key);
}
return value;
}
所以我们通过环境变量，就能修改Dubbo发布到zookeeper上的地址和端口。假如我们通过docker镜像启动了一个dubbo provider，并且它的服务端口是8888，假设主机地址为192.168.1.10，那么我们通过下面的命令，
docker run -e DUBBO_IP_TO_REGISTRY=192.168.1.10 -e DUBBO_PORT_TO_REGISTRY=8888 -p 8888:8888 dubbo_image
就能让内部的服务以192.168.1.10:8888的地址发布。
我们通过官方的实例来演示一下，因为官方提供的案例都很久了，所以我自己重新搞了一个示例，代码在https://github.com/XinliNiu/dubbo-docker-sample.git 。
先启动一个zookeeper，暴露2181端口。
docker run --name zkserver --rm -p 2181:2181 -d zookeeper:3.4.9
看一下zk起来了
niuxinli@niuxinli-B450M-DS3H:~/dubbo-samples-docker$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
5efc1f17fba0 zookeeper:3.4.9 "/docker-entrypoint.…" 4 seconds ago Up 2 seconds 2888/tcp, 3888/tcp, 0.0.0.0:2181->2181/tcp zkserver
把代码导入IDE，修改dubbo-docker-provide.xml，把地址改成刚发布到zk的地址和端口，我的地址是192.168.1.8。
运行DubboApplication，这时候可以看到在zk上注册了服务。
修改dubbo-docker-consumer.xml里的zk地址，执行单元测试，能正常访问。
把DubboApplication导出成可以执行的jar包，名字叫app.jar，创建如下Dockerfile
FROM openjdk:8-jdk-alpine
ADD app.jar app.jar
ENV JAVA_OPTS=""
ENTRYPOINT exec java $JAVA_OPTS -jar /app.jar
创建dubbo-demo镜像，在同样的目录里执行docker build。
docker build --no-cache -t dubbo-demo .
正常启动镜像
docker run -p 20880:20880 -it --rm dubbo-demo
发现是172.16.0.3的地址，这个是访问不了的。
传入环境变量重新启动，
docker run -e DUBBO_IP_TO_REGISTRY=192.168.1.8 -e DUBBO_PORT_TO_REGISTRY=20880 -p 20880:20880 -it --rm dubbo-demo
这时候就变成主机地址了。
docker run --name zkserver --rm -p 42181:2181 -d zookeeper:3.4.9
看一下zk起来了
niuxinli@niuxinli-B450M-DS3H:~/docker_dubbo_demo/dubbo-samples/dubbo-samples-docker$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
5efc1f17fba0 zookeeper:3.4.9 "/docker-entrypoint.…" 4 seconds ago Up 2 seconds 2888/tcp, 3888/tcp, 0.0.0.0:42181->2181/tcp zkserver
现在启动dubbo provider，使用link的方式连接zk，我的本机地址是192.168.1.8，provider自己暴露的端口为20880，主机暴露端口改成28888。
在Kubernetes中使用Dubbo
当在Kubernetes中启动多个副本的时候，指定具体的IP和具体的端口，都是不可行的，因为每个机器的IP都不一样，不能写很多个yaml文件，而且一旦指定了具体端口，那这台主机的这个端口就被占用了。
我们可以通过创建Service，使用NodePort的方式，把端口固定住，这样端口的问题就解决了。因为是对外服务，所以使用ClusterIP肯定是不行了，IP有两种解决办法：
(1)使用Kubernetes的downward api动态的传入主机的ip。
(2)传固定的loadbalancer的地址，例如在所有的node之外有一个F5。
不管哪种方法，都是一种妥协的办法，很不“云原生”，我演示一下使用downward api动态传入主机地址，并使用nodeport固定端口的方式。
我的kubernetes集群如下：
| 角色 | 地址 |
|---|---|
| master | 192.168.174.50 |
| node1 | 192.168.174.51 |
| node2 | 192.168.174.52 |
| node3 | 192.168.174.53 |
zk的地址是192.168.1.8，它与集群的主机互通。
我没有建private镜像仓库，把我之前打好的dubbo-demo直接push到docker-hub上了，名字是nxlhero/dubbo-demo。
创建Service，使用的NodePort为30001，创建4个副本，这样3台机器上正好有一台起两个pod。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: dubbo-docker
labels:
run: dubbo
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 20880
targetPort: 20880
nodePort: 30001
selector:
run: dubbo-docker
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: dubbo-docker
spec:
selector:
matchLabels:
run: dubbo
replicas: 4
template:
metadata:
labels:
run: dubbo
spec:
containers:
- name: dubbo-docker
image: nxlhero/dubbo-demo
env:
- name: DUBBO_IP_TO_REGISTRY
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: status.hostIP
- name: DUBBO_PORT_TO_REGISTRY
value: "30001"
tty: true
ports:
- containerPort: 20880
这个yaml最关键的地方就是环境变量，主机IP通过downward apid传入，端口使用固定的nodeport。
env:
- name: DUBBO_IP_TO_REGISTRY
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: status.hostIP
- name: DUBBO_PORT_TO_REGISTRY
value: "30001"
创建Service，启动后可以看到zookeeper上的地址都是主机的地址和nodeport。
