[系统运维]Docker consul （容器服务更新与发现）集群部署

一.Consul概述（容器服务更新与发现）

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。

? 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:

① 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

② 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

③ 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

④ 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.部署consul

环境准备

consul服务器 ：192.168.116.90
运行consu1服务、nginx服务、consul- template守护进程

registrator服务器 ：192.168.116.80
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
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=192.168.116.90 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server01 &> /var/1og/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

启动consul后默认会监听5个端口:
8300: replication、 leader farwarding的端口
8301: lah 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
#查看members状态
consul members
Node                    Address         Status  Type   Build   Protocol    DC
consul- server01   192.168.80.15:8301  alive   server  0.9.2   2           dc1

#查看集群状态
consul operator raft list-peers

consul info | grep leader
     leader = true
  leader_addr = 192.168.80.15:8300
  
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

registrator服务器

=============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=192.168.80.10 \
consul://192.168.80.15:8500

================================================
--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。
================================================

systemctl restart docker
docker run -itd -p:81:80 --name test-01 -h test01 nginx
docker run -itd -p:82:80 --name test-02 -h test02 nginx
docker run -itd -p:83:80 --name test-03 -h test03 httpd
docker run -itd -p:84:80 --name test-04 -h test04 httpd

访问http://192.168.116.90:8500

consul-template

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 

1.准备template nginx模板文件
//在consu1服务器上操作
vim /opt/consul/nginx.ctmp1
#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 100;
  server_name localhost 192.168.80.15;
  access_1og /var/log/nginx/kgc.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
yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/
cd /opt/nginx-1.12.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make && make install

ln -s /usr/1ocal/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

3.配置nginx
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;
=====================================

//创建虚拟主机目录
mkdir /usr/local/nginx/conf/vhost

//创建日志文件目录
mkdir /var/log/nginx

//启动nginx

4.配置并启动template
unzip consul-template_0.19.32 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 192.168.80.15:8500 \
--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/1ocal/nginx/conf/vhost/kgc.conf:/usr/1ocal/nginx/sbin/nginx -s reload" \
--log-level=info

//另外打开一个终端查看生成配置文件
upstream http_backend {
server 192.168.80.10:83;
server 192.168.80.10:84;
}

server {
  listen 100;
  server_name localhost 192.168.80.15;
  access_1og /var/log/nginx/kgc.cn-access.log;
  index index.html index.php;
  location / {
    proxy_set_header HOST $host;
    proxy_set_header X-Real-IP S$remote_addr;
    proxy_set_header Client-IP S$remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For Sproxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_pass http://http_backend;
 }
}

5.访问template-nginx
docker exec -it 4f74d2c38844 bash
echo "this is test1 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
docker exec -it b73106db285b bash
echo "this is test2 web" > /usr/share/nginx/html/index.html

浏览器访问: http://192.168.80.15:100/，并不断刷新。

6.增加一个nginx容器节点
(1)增加一个nginx容器节点，测试服务发现及配置更新功能。
docker run -itd -p:85:80 --name test-05 -h test05 nginx
//观察template 服务，会从模板更新/usr/local/nginx/conf/vhost/kgc.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/kgc.conf
upstream http_backend {
server 192.168.80.10:83;
server 192.168.80.10:84;
server 192.168.80.10:85;
}

(3)查看三台nginx 容器日志，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


==========consul多节点=======================
//添加一台有docker环境的服务器192.168.184.13加入已有的集群

consul agent \
-server \
--bootstrap \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.184.11 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server02 \
-enable-script-checks=true \
-datacenter=dc1 \
-join 192.168.184.13 &> /var/log/consul.log &
=================================================
--enable-script-ckecks=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
=================================================

注：Nginx 安装就不演示了