基于Docker + Consul + Nginx + Consul-Template + Registrator的服務自動負載均衡實現(xiàn)

本文搭建的consul為單節(jié)點版本 吸申， 集群版 參考文章1

參考文章:

1. 基于Docker + Consul + Nginx + Consul-Template的服務負載均衡實現(xiàn)
2. 用 consul + consul-template + registrator + nginx 打造真正可動態(tài)擴展的服務架構
3. 8分鐘學會Consul集群搭建及微服務概念

docker-composer相關知識點

• ports 暴露容器端口到主機的任意端口或指定端口, 用法如下

ports:
 
    - "80:80" # 綁定容器的80端口到主機的80端口
     
    - "9000:8080" # 綁定容器的8080端口到主機的9000端口
     
    - "443" # 綁定容器的443端口到主機的任意端口晰甚，容器啟動時隨機分配綁定的主機端口

• links 使得docker容器間通過指定的名字來和目標容器通信

如果使用links則容器間通信 只能通過該使用容器的ip地址來通信或者通過宿主機的ip加上容器暴露出的端口號來通信 （這兩種都有弊端）

links:
    -  consul_server_master:consul # 當前容器中使用consul 即可獲取容器consul_server_master的ip地址,便于通信

• depends_on 決定容器的依賴, 也就是指定當前容器的啟動順序，必須依賴啟動后才會啟動

depends_on:
    - lb
    - registrator

consul 相關知識點

• Client模式 就是客戶端模式剩檀。是 Consul 節(jié)點的一種模式桨嫁，這種模式下蔚润，所有注冊到當前節(jié)點的服務會被轉發(fā)到 Server训貌，本身是不持久化這些信息。
• Server模式 表明這個 Consul 是個 Server 康二，這種模式下碳胳，功能和 Client 都一樣，唯一不同的是沫勿，它會把所有的信息持久化的本地挨约，這樣遇到故障味混，信息是可以被保留的。同時可以同步多個consul客戶端的數(shù)據(jù)

  Server 節(jié)點之間的數(shù)據(jù)一致性保證協(xié)議使用的是 raft诫惭，而 zookeeper 用的 paxos翁锡，etcd采用的也是raft

 command: consul agent -server -bootstrap-expect 1 -advertise 192.168.1.181 -node consul_server_master -data-dir /tmp/data-dir -client 0.0.0.0 -ui
 # -bootstrap-expect=2 表示節(jié)點個數(shù)為2個
 # -node=consul-server-1 表示節(jié)點名稱為consul-server-1
 # -client=0.0.0.0 表示允許連接的客戶端 IP
 # -bind=10.211.55.2 表示服務端 IP為10.211.55.2
 # -datacenter=dc1 數(shù)據(jù)中心名稱
 # -join=10.211.55.4 表示加入10.211.55.4節(jié)點的集群
 

• 服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議 Consul 采用 http 和 DNS 協(xié)議，etcd 只支持 http
  服務注冊:Consul 支持兩種方式實現(xiàn)服務注冊夕土，一種是通過 Consul 的服務注冊 Http API馆衔，由服務自己調用 API 實現(xiàn)注冊，另一種方式是通過 json 格式的配置文件實現(xiàn)注冊怨绣，將需要注冊的服務以 json 格式的配置文件給出角溃。Consul 官方建議使用第二種方式。

• 服務定義參數(shù)

實現(xiàn)原理

• 通過 Nginx 自身實現(xiàn)負載均衡和請求轉發(fā)
• 通過 Consul-template 的 config 功能實時監(jiān)控 Consul 集群節(jié)點的服務和數(shù)據(jù)的變化茧妒；
  實時的用 Consul 節(jié)點的信息替換 Nginx 配置文件的模板树埠，并重新加載配置文件

Consul-template 和 nginx 必須安裝在同一臺機器上，因為 Consul-template 需要動態(tài)修改 nginx 的配置文件 nginx.conf嘶伟，然后執(zhí)行 nginx -s reload 命令進行路由更新，達到動態(tài)負載均衡的目的

• registrator又碌，它可以通過跟本地的 docker 引擎通信九昧，來獲取本地啟動的容器信息，并且注冊到指定的服務發(fā)現(xiàn)管理端毕匀。

數(shù)據(jù)流向： docker 容器數(shù)據(jù)-> registrator -> consul ->consul-template -> nginx

鏡像構建

• Consul：consul:latest
• Registrator：gliderlabs/registrator:latest
• Nginx和Consul-template：liberalman/nginx-consul-template:latest
• Web: yeasy/simple-web:latest

docker-compose.yml

version: '3'
#backend web application, scale this with docker-compose scale web=3
services:
    web:
      image: yeasy/simple-web:latest
      environment:
        - SERVICE_80_NAME=my-web-server
      ports:
      - "80"
      depends_on:
          - lb
          - registrator  

    #load balancer will automatically update the config using consul-template
    lb:
      image: liberalman/nginx-consul-template:latest
      hostname: lb
      environment:
          - SERVICE_IGNORE=true
      links:
      -  consul_server_master:consul
      ports:
      - "80:80"
      depends_on:
          - consul_server_master
          
    consul_server_master:
      image:  consul:latest
      hostname: consul_server_master
      environment:
          - SERVICE_IGNORE=true
      ports:
      - "8500:8500"
      command: consul agent -server -bootstrap-expect 1 -node consul_server_master -data-dir /tmp/consul -client 0.0.0.0 -ui

    # listen on local docker sock to register the container with public ports to the consul service
    registrator:
      image: gliderlabs/registrator:master
      hostname: registrator
      environment:
          - SERVICE_IGNORE=true
      links:
      - consul_server_master:consul
      depends_on:
          - consul_server_master
      volumes:
      - "/var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock"
      command: -internal consul://consul:8500

測試步驟

1. docker-compose 模板所在目錄铸鹰，執(zhí)行

$ sudo docker-compose up

2. 訪問 http://localhost 可以看到一個 web 頁面，提示實際訪問的目標地址皂岔。

#2019-12-20 04:12:30: 19 requests from <LOCAL: 172.17.0.6> to WebServer <172.17.0.4>

3. 增加web 測試負載

$ sudo docker-compose scale web=3

4. 重復刷新http://localhost 觀察ip變化

總結測試

最先我未去指定容器的啟動順序（deponds_on） 導致docker-compose up 后訪問http://localhost 報錯 nginx 502
原因是因為 registrator容器先于web容器啟動蹋笼，導致未將web容器注冊到consul 所以生成的nginx配置文件中，沒用web參與負載