Docker consul的容器服务更新与发现

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！

1.2什么是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。

1.3consul的工作原理

1.4consul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。

1.5consul解决了什么问题

如果后端应用服务器集群节点数量很多，前端负载均衡器配置和管理会很麻烦的问题

（负载均衡器的节点配置条目数量会很多，后端节点的网络位置发生了变化还需要修改所有调用这些后端节点的负载均衡器配置等问题）

二、consul 部署

通过consul部署实现自动发现注册服务端(后端服务器)，并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

2.1环境准备

服务器类型	IP地址	需要安装的组件
consul服务器	192.168.246.14	运行consul服务、nginx服务、consul-template守护进程
registrator服务器	192.168.246.8	运行registrator容器、nginx服务

2.2consul服务器

mkdir /opt/consul
cd /opt/consul
unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip
mv consul /usr/local/bin/
#将consul压缩包放入opt，解压后移动到/usr/local/bin目录可全局使用consul命令

consul agent \      #设置代理，在后台启动 consul 服务端
-server \
-bootstrap \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.246.14 \
-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

netstat -natp | grep consul
#查看consul是否启动成功，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

consul members
#查看集群信息
consul operator raft list-peers
#查看集群状态
consul info | grep leader
#查看leader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

2.2.1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/

2.2.2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=192.168.246.14 \
-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

2.2.3过滤端口

netstat -natp|grep consul

启动consul后默认会监听5个端口：

8300：replication（客户端、服务端数据同步）、leader farwarding的端口
8301：lan cossip的端口（局域网端口）
8302：wan gossip的端口（外网端口、广域网）
8500：web ui界面的端口
8600：使用dns协议查看节点信息的端口

2.2.4查看集群信息

2.2.4.1查看members状态

2.2.4.2查看集群状态

consul members

consul operator raft list-peers

consul info |grep leader

2.2.5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

通过 IP 加 consul 的默认端口，还可以登录到 ui 界面进行相关的查看与维护

2.3registrator服务器

这图很重要哦，数据流向

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=192.168.246.8 \
consul://192.168.246.14:8500
#--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。
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
#创建2个nginx容器，2个httpd容器测试发现功能是否正常

2.3.1安装 Gliderlabs/Registrator

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

查看Docker版本太高了，解决办法安装docker20.10.17版本

docker run -d --name=registrator --net=host -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock --restart=always gliderlabs/registrator:latest -ip=192.168.246.8 consul://192.168.246.14:8500

--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

2.3.2 测试服务发现功能是否正常

安装Nginx、httpd测试镜像

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

2.3.3 验证 http 和 nginx 服务是否注册到 consul

浏览器中，输入 http://192.168.246.14:8500，在 Web 页面中"单击 NODES"，然后单击"consurl-server01"，会出现 5 个服务

会发现这边不用注册，会自动注册这五个服务

在consul服务器中查看镜像是否注册

2.4consul-template 配置模板自动更新

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

2.4.1准备 template nginx 模板文件

在consul服务器上操作

#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 192.168.246.14;
    access_log /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;
    }
}

2.4.2 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 -j 2 && make install
 
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

准备nginx-1.12.0.tar.gz安装包，传入nginx安装包并解压

创建nginx程序用户并安装依赖包

编译安装后优化路径

2.4.3进入nginx主配置文件修改

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

2.4.4配置并启动 template

准备consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip安装包
unzip consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip -d /opt/
cd /opt/
mv consul-template /usr/local/bin/

传入consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip压缩包并解压

在前台启动 template 服务，启动后不要按 ctrl+c 中止 consul-template 进程。

前台启动consul-template（后台也可以）

consul-template --consul-addr 192.168.246.14:8500 --template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/zzz.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

2.4.5验证template-nginx负载结果

docker ps 
#查看启动的容器信息

docker exec -it d6f47179a986 bash
echo "this is web1" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit

docker exec -it de7cdd503c66 bash
echo "this is web2 bango" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit

#分别进入2个微服务容器即2个nginx和2个http，更换主页内容
浏览器访问：http://192.168.246.14:8000/并不断刷新，会有2种结果是更换后的nginx主页内容

修改容器nginx站点目录中默认的html.index文件

浏览器访问：http://192.168.246.14:8000，并不断刷新

实现了template-nginx负载结果

2.4.6测试微服务变动consul-template是否生效

①在Registrator服务器增加一个 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 zzz-05 -h zzz05 nginx

②观察 Consul服务器的template 服务，会从模板更新/usr/local/nginx/conf/vhost/zzz.conf 文件内容,并且重载 nginx 服务

可以去浏览器查看

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 zzz-01
docker logs -f zzz-02
docker logs -f zzz-05
docker logs -f zzz-06

④如果容器宕机，再去查看

浏览器查看

consul服务器查看

⑤如果再开启容器，查看下情况

浏览器查看

consul服务器查看

三、consul 多节点

添加一台已有docker环境的服务器，192.168.246.13/24加入已有的群集中

进入consul服务器把它拷贝到新加入的机器中

新加入机器（192.168.246.13）上操作

consul agent \
-server \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.246.13 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server02 \
-enable-script-checks=true  \
-datacenter=dc1  \
-join 192.168.246.14 &> /var/log/consul.log &

-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

consul members

Node Address Status Type Build Protocol DC

consul-server01 192.168.10.23:8301 alive server 0.9.2 2 dc1

consul-server02 192.168.10.14:8301 alive server 0.9.2 2 dc1

consul operator raft list-peers

Node ID Address State Voter RaftProtocol

consul-server01 192.168.10.23:8300 192.168.10.23:8300 leader true 2

consul-server02 192.168.10.14:8300 192.168.10.13:8300 follower true 2

总结

所有以.sock结尾的文件都是应用的数据连接文件

1.启动consul后默认会监听的5个端口

8300：集群内部数据的读写和复制

8301：单个数据中心gossip协议通讯

8302：夸数据中心gossip协议通讯

8500：提供获取服务列表，注册服务，注销服务等HTTP接口：提供UI服务

8600：采用DNS协议提供服务发现功能

2.Consul用来解决什么问题

如果后端有大规模的服务节点集群是配置麻烦的问题

每次后端服务网络位置变化都需要人工修改前端调度器配置的问题

3.服务的自动发现和注册 consul

registrator 发现应用的网站位置，并发送给 consul server 的自动发现模块进行注册

4.Consul Agent （Server/Client）

consul_client 收集自动发现的信息，将所有需要注册的信息转发到server节点，不持久化这些信息

consul_server 持久化所有信息到本地，通过server-leader将信息同步给其他的server节点，以及各个节点的健康测试

consul-template 基于consul的注册的信息自动替换配置文件