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Docker1.12 + Swarm 构建动态微服务应用

2016-7-23 12:46       

我们在之前提到过一个示例,即一款由前端与多项后端服务共同构成的微服务应用。其中前端为Traefik HTTP代理,负责将各项请求路由至后端服务。而后端则非常简单,是一套基于Go的HTTP Web服务器,负责返回其运行所在的容器ID。

新的Docker Swarm不再需要为应用容器设置独立的HTTP代理。如上图所示的原有架构现在被精简为下图所示的形式:

移动部件更少了——赞!

另外,我们还为后端服务内置了负载均衡机制。我们甚至能够立足于集群内的任一节点访问这些服务。Docker Swarm还集成有一种内置网状路由机制,用于将各请求路由至适合的后端容器当中。

面对这些新功能,有些朋友可能认为Docker Swarm集群的设置过程会比原本更为复杂。事实上,整个流程反而更加简单。

仍然半信半疑?下面一起来看。

没错,这次我们仍然使用Raspberry Pi集群。我使用的是Docker 1.12内部版本,并将其安装在Raspberry Pi上。当Docker 1.12推出正式版后,我们会对内容做出针对性更新。

下面看看当前配置:

root@pi6 $ docker version Client: 
Version: 1.12.0-rc1 
API version: 1.24 
Go version: go1.6.2 
Git commit: 1f136c1-unsupported 
Built: Wed Jun 15 15:35:51 2016 
OS/Arch: linux/arm 
Server: 
Version: 1.12.0-rc1 
API version: 1.24 
Go version: go1.6.2 
Git commit: 1f136c1-unsupported 
Built: Wed Jun 15 15:35:51 2016 
OS/Arch: linux/arm

很好,Docker 1.12 RC1已经准备就绪。下面启动各项必要服务。 首先看看我们能否在Docker CLI中找到隐藏的各项新功能。

root@pi6 $ docker Usage: docker [OPTIONS] COMMAND [arg...] 
docker [ --help | -v | --version ] 
A self-sufficient runtime for containers. 
... service Manage Docker services ... stats Display a live stream of container(s) resource usage statistics ... swarm Manage Docker Swarm ... update Update configuration of one or more containers Run 'docker COMMAND --help' for more information on a command.

我直接去掉了其中与上代版本完全一致的部分,而只留了不同之处。 现在我们可以使用docker swarm命令了。

查询其具体作用:

root@pi6 $ docker swarm Usage: docker swarm COMMAND 
Manage Docker Swarm 
Options: 
--help Print usage Commands: 
init Initialize a Swarm. join Join a Swarm as a node and/or manager. update update the Swarm. leave Leave a Swarm. inspect Inspect the Swarm Run 'docker swarm COMMAND --help' for more information on a command.

就是说其用于“初始化一套Swarm”。看起来正是我们需要的。首先启动该命令。

root@pi6 $ docker swarm init Swarm initialized: current node (1njlvzi9rk2syv3xojw217o0g) is now a manager.

现在我们的Swarm管理节点已经开始运行,接下来为集群添加更多节点。

前往集群中的另一节点并执行:

root@pi1 $ docker swarm join pi6:2377 This node joined a Swarm as a worker.

使用上述命令,我们在刚刚创建的初始Swarm集群中声明了应当加入该Swarm管理节点的各个新节点。Docker Swarm会在后台执行相关操作。

举例来说,其会为不同集群节点设置经过加密的彼此通信通道。我们不再需要自行管理TLS证书。

每位曾经设置过Docker Swarm集群的朋友,都会意识到新的流程有多么简单。 不过到这儿还没有结束。

Swarm管理节点中的一条“docker info”带来了一些有趣的提示。我仍然删去其中不必要的部分:

root@pi6 $ docker info ... Swarm: active 
NodeID: 1njlvzi9rk2syv3xojw217o0g 
IsManager: Yes 
Managers: 1 
Nodes: 2 
CACertHash: sha256:de4e2bff3b63700aad01df97bbe0397f131aabed5fabb7732283f044472323fc 
... Kernel Version: 4.4.10-hypriotos-v7+ 
Operating System: Raspbian GNU/Linux 8 (jessie) 
OSType: linux 
Architecture: armv7l 
CPUs: 4 
Total Memory: 925.4 MiB 
Name: pi6 
...

如大家所见,我们现在已经在“docker info”输出结果中有了新的“Swarm”部分,其告诉我们当前节点属于一套Swarm管理节点,且该集群由两个集群节点构成。

在第二个节点上,其输出结果与管理节点稍有不同:

Swarm: active NodeID: 3fmwt4taurwxczr2icboojz8g 
IsManager: No

到这里,我们已经拥有了一套有趣但仍然空空如也的Swarm集群。

我们还需要了解Docker 1.12中的service这项全新抽象定义。大家可能在前面的输出结果中注意到了docker service命令。所谓docker service,是指运行在容器当中且负责为外部世界提供运行在Swarm集群内的“service”的软件片段。

这样的一项服务可以由单一或者多套容器构成。在后一种情况下,我们可以确保服务拥有高可用性及/或负载均衡能力。

下面使用之前创建的“whoami”镜像建立这样一项服务。

root@pi6 $ docker service create --name whoami -p 80:8000 hypriot/rpi-whoami buy0q65lw7nshm76kvy5imxk3

在“docker swarm ls”命令的帮助下,我们可以检查这项新服务的状态。

root@pi6 $ docker service ls ID NAME SCALE IMAGE COMMAND 
buy0q65lw7ns whoami 1 hypriot/rpi-whoami

下面检查我们是否能够通过curl命令向eth0网络接口发送l http命令,从而请求目录页面。 

root@pi6 $ curl http://192.168.178.24 
I'm 1b6df814c654 

一切顺利,鼓掌! 有些朋友可能注意到,“docker swarm ls”命令的标题行中存在“SCALE”部分,这似乎意味着我们可以对服务进行扩展。

root@pi6 $ docker service scale whoami=5 
whoami scaled to 5

那就来实际验证一下吧:

root@pi6 $ docker service ls ID NAME SCALE IMAGE COMMAND 
buy0q65lw7ns whoami 5 hypriot/rpi-whoami 
root@pi6 $ for i in {1..5}; do curl http://192.168.178.24; done 
I'm 8db1657e8517 
I'm e1863a2be88d 
I'm 1b6df814c654 
I'm 8db1657e8517 
I'm e1863a2be88d

非常简单。

但这种方式与原有Swarm其实差不多,只不过在使用感受上更便捷也更快速。请注意,我们使用的是Raspberry Pi而非强大的服务器,所以要对性能拥有较为保守的估计。

下面从单一Docker引擎的角度来看看目前的运行状态:

root@pi6 $ docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES 
e1863a2be88d hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 2 minutes ago Up 2 minutes 8000/tcp whoami.4.0lg12zndbal72exqe08r9wvpg 
8db1657e8517 hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 2 minutes ago Up 2 minutes 8000/tcp whoami.5.5z6mvsrdy73m5w24icgsqc8i2 
1b6df814c654 hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 8 minutes ago Up 8 minutes 8000/tcp whoami.1.bg4qlpiye6h6uxyf8cmkwuh52

如大家所见,已经启动的容器有5套,其中3套驻留于“pi6”中。 下面看看是否能够找到其它容器:

root@pi1 docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES 
db411a119c0a hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 6 minutes ago Up 6 minutes 8000/tcp whoami.2.2tf7yhmx9haol7e2b7xib2emj 
0a4bf32fa9c4 hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 6 minutes ago Up 6 minutes 8000/tcp whoami.3.2r6mm091c2ybr0f9jz4qaxw9k

那么如果我们将这套Swarm集群驻留在“pi1”上,结果又会如何?

root@pi1 docker swarm leave Node left the default swarm.

下面看看另一节点上的运行情况:

docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES 
58620e3d533c hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 46 seconds ago Up 43 seconds 8000/tcp whoami.2.cgc4e2ixulc2f3ehr4laoursg 
acc9b523f434 hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 46 seconds ago Up 43 seconds 8000/tcp whoami.3.67bhlo3nwgehthi3bg5bfdzue 
e1863a2be88d hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 8 minutes ago Up 8 minutes 8000/tcp whoami.4.0lg12zndbal72exqe08r9wvpg 
8db1657e8517 hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 8 minutes ago Up 8 minutes 8000/tcp whoami.5.5z6mvsrdy73m5w24icgsqc8i2 
1b6df814c654 hypriot/rpi-whoami:latest "/http" 15 minutes ago Up 14 minutes 8000/tcp whoami.1.bg4qlpiye6h6uxyf8cmkwuh52

这里的情况相当于“pi1”节点发生故障,此时“pi1”中运行的全部容器都会被自动迁移至另一集群节点。这项机制在实际生产当中无疑非常重要。

那么下面我们回顾一下之前了解到的信息:

我们创建了一款小型动态微服务应用,完全由Docker构成。Docker Swarm现在被整合至Docker-Engine当中,而不再以独立软件形式存在。在多数情况下,这能够为应用后端服务建立起独立的代理机制。不再需要使用nginx、HAProxy或者Traefik。

尽管活动部件数量有所减少,但我们现在反而拥有了内置的高可用性与负载均衡功能。我非常期待未来Docker Swarm正式版本中会带来哪些新的惊喜,又如何与Docker Compose进行协作。

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