Docker consul 的容器服务更新与发现

目录

[一. consul 的相关知识](#一. consul 的相关知识)

[1 什么是注册与发现](#1 什么是注册与发现)

[2. 什么是 consul](#2. 什么是 consul)

[3. zookeeper 和 consul 的区别](#3. zookeeper 和 consul 的区别)

[二. consul 部署](#二. consul 部署)

[1. consul 服务器](#1. consul 服务器)

[2. registrator 服务器](#2. registrator 服务器)

[三. consul-template](#三. consul-template)

[1. consul-template 的作用](#1. consul-template 的作用)

[2. consul-template 的具体部署运用](#2. consul-template 的具体部署运用)

[2.1 准备 template nginx 模板文件](#2.1 准备 template nginx 模板文件)

[配置并启动 template](#配置并启动 template)

[四. consul 多节点](#四. consul 多节点)

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一. consul 的相关知识

1 什么是注册与发现

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：
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。

3. zookeeper 和 consul 的区别

zookeeper 使用临时节点特性来用于服务发现（当服务断开时，临时节点删除）这种服务发现机制比心跳检测更精致，复杂，但是同样也有一些固有的扩展性问题和增加客户端复杂性，所有的服务端都必须维持同 zookeeper 的活动连接。

consul 的服务发现机制：Consul 在集群的每一个节点都运行一个客户端，这些客户端就是 gossip pool（分布式健康检查 分布式健康检查）的一部分，gossip 协议实现在服务宕机发现上很高效，无论服务集群中服务数多少，Consul 可以通过简单的检查服务返回200状态来进行健康检查。

|-------------------|-----------------------|---------------|
| 对比的项目 | consul | zookeeper |
| 一致性协议 | cp模型 | cp模型 |
| 健康检查 | TCP/HTTP/gRPC/Cmd | KeepAlive |
| 负载均衡策略 | Fabio | - |
| 雪崩保护 | 无 | 无 |
| 自动注销实例 | 不支持 | 支持 |
| 访问协议 | HTTP/DNS | TCP |
| 监听支持 | 支持 | 支持 |
| 多数据中心 | 支持 | 不支持 |
| 跨注册中心同步 | 支持 | 不支持 |
| SpringCloud集成 | 支持 | 不支持 |
| Dubbo集成 | 不支持 | 支持 |
| K8s集成 | 支持 | 不支持 |

二. consul 部署

1. consul 服务器

1. 建立 Consul 服务
mkdir /data/consul
cp consul_0.9.2_linux_amd64.zip /data/consul
cd /data/consul
unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip
mv consul /usr/local/bin/  #方便全局访问和执行 consul 这个程序

//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=192.168.10.23 \
-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。

查看各端口，并知道其含义

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：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

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

consul info | grep leader

通过 http api 获取集群信息

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. 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=192.168.44.60 \
consul://192.168.44.70:8500

----------------------------------------------------------------------------------------------------------
--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。

//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=192.168.44.60 \
consul://192.168.44.70:8500
 
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
--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。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------

测试服务发现功能是否正常
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

验证 http 和 nginx 服务是否注册到 consul

浏览器中，输入 http://192.168.44.70:8500，在 Web 页面中"单击 NODES"，
然后单击"consurl-server01"，会出现 5 个服务。

在consul服务器使用curl测试连接服务器
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services

三. consul-template

1. consul-template 的作用

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. consul-template 的具体部署运用

2.1 准备 template nginx 模板文件

//在consul服务器上操作
vim /data/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 192.168.44.70;
    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;
    }
}

编译安装 nginx

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 /data/
cd /opt/nginx-1.12.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make -j 4 && make install

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

配置 nginx

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
nginx

配置并启动 template

配置并启动 template
unzip consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip 
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 192.168.44.70:8500 \
--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/kgc.conf:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload" \
--log-level=info

打开一个终端查看生成配置文件

cat /usr/local/nginx/conf/vhost/test.conf

访问 template-nginx

[root@localhost opt]#docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                           COMMAND                  CREATED             STATUS             PORTS                               NAMES
45ae012d2b69   httpd                           "httpd-foreground"       About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:89->80/tcp, :::89->80/tcp   test-04
51009a77a887   httpd                           "httpd-foreground"       About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:88->80/tcp, :::88->80/tcp   test-03
a8b4c0d691ab   nginx                           "/docker-entrypoint...."   About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:84->80/tcp, :::84->80/tcp   test-02
85858187ddef   nginx                           "/docker-entrypoint...."   About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:83->80/tcp, :::83->80/tcp   test-01
7f824f34eb47   gliderlabs/registrator:latest   "/bin/registrator --..."   About an hour ago   Up About an hour                                       registrator


[root@localhost opt]#docker exec -it 85858187ddef bash
root@test01:/# echo "nihao  xyl  web83" > /usr/share/nginx/html/index.html
root@test01:/# 
root@test01:/# exit
exit
[root@localhost opt]#docker exec -it a8b4c0d691ab bash
root@test02:/# echo "nihao  xyl  web84" > /usr/share/nginx/html/index.html
root@test02:/# exit
exit

浏览器访问：192.168.44.70:8000 ,并不断刷新

增加一个 nginx 容器节点

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/test.conf 文件内容，并且重载 nginx 服务。

查看/usr/local/nginx/conf/vhost/test.conf 文件内容

cat /usr/local/nginx/conf/vhost/test.conf

请求正常轮询到各个容器节点上

删除也可以

四. consul 多节点

将之前机器的配置拷过来

启动 Consul 服务端实例

consul agent \
-server \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.44.50 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server02 \
-enable-script-checks=true  \
-datacenter=dc1  \
-join 192.168.44.70 &> /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

查看状态

consul members

consul operator raft list-peers

脱离consul集群的方法

consul leave