Docker容器：docker consul的注册与发现及consul-template守护进程

一.docker consul的注册与发现介绍

1.什么是服务注册与发现

（1）服务注册与发现是微服务架构中不可或缺的重要组件。

（2）为解决服务都是单节点的，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的问题

2.什么是consul

（1）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。

（2）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）。

（3）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。

（4）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。
（5）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。

3.docker consul的应用场景

（1）服务发现：Consul可以帮助容器化的应用程序找到和连接到其他服务实例。当新的服务实例启动或停止时，Consul会自动更新服务目录，使得其他应用可以动态地发现和使用这些服务。

（2）配置管理：Consul允许将配置信息存储在集中的键值存储中，应用程序可以通过API从该存储库中读取配置。这样做可以使得配置信息与应用程序代码分离，方便进行配置的版本控制和管理。

（3）健康检查：Consul可以定期对服务进行健康检查，如果某个服务实例发生故障或不可用，Consul会自动将其从服务目录中移除，避免请求被发送到不可用的实例。

（4）一致性协议：Consul通过提供一致性协议来保证数据的强一致性。这使得多个节点之间可以同步数据，并在网络分区情况下提供正确的读写操作。

总：在大型网站、微服务中应用，Docker Consul可以用于构建高可用、灵活、可扩展的分布式系统，降低服务之间的依赖关系，提高系统的健壮性和可维护性。

4.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。

总：服务的端口+IP放入到sock中，通过自动发现添加自动模块（包括自动发现新的机器、自动更新状态，为容器提供服务出添加、删除）

5.数据流向

nginx服务会把信息（IP+端口号）写入到sock，regitrator自动发现监听sock（docker sock是docker节点服务里的）中的数据是否有新的数据，一旦sock中有新的数据会将数据写入到consul服务器中，consul会注册信息（名称、IP、端口）

二.consul部署

服务器	地址	搭建服务
consul服务器	192.168.198.12	运行consul服务、nginx服务、consul-template守护进程
registrator服务器	192.168.198.11	运行registrator容器、运行nginx容器

#两台机器关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

1.consul服务器（192.168.198.12）

本台可不需要安装docker

hostnamectl set-hostname consul-server
su

（1）建立 Consul 服务

#创建consul服务目录
mkdir /opt/consul
cd /opt/consul
#将consul_0.9.2_linux_amd64.zip安装包导入创建的目录下
#解压压缩包
unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip
#将解压的文件移动到后台
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=192.168.198.12 \
> -client=0.0.0.0 \
> -node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

注释：

-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。

#查看启动的服务端口
netstat -antp|grep consul

启动consul后默认会监听5个端口

注释：

启动consul后默认会监听5个端口：
8300：replication（代表副本同步）、leader （领导者）farwarding（转发的端口）——对内开放
8301：lan cossip的端口——内部同一数据中心端口通信
8302：wan gossip的端口——不通数据中心端口通信
8500：web ui界面的端口——对外开放的web端口，用户http接口和web
8600：使用dns协议查看节点信息的端口，用于已注册的服务发现

（2）查看集群信息

#查看members状态
consul members
Node             Address              Status  Type    Build  Protocol  DC
consul-server01  192.168.198.12:8301  alive   server  0.9.2  2         dc1

#查看集群状态
consul operator raft list-peers
Node             ID                   Address              State   Voter  RaftProtocol
consul-server01  192.168.198.12:8300  192.168.198.12:8300  leader  true   2consul info | grep leaderleader = trueleader_addr = 192.168.198.12:8300

（3）通过 http api 获取集群信息

#查看集群server成员
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/peers
#集群 server-leader
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/leader
#注册的所有服务
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services
#查看 nginx 服务信息
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nginx
#集群节点详细信息
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nodes			

2.registrator服务器（192.168.198.11）

需提前安装docker容器并下载好镜像
docker pull centos:7

hostnamectl set-hostname registrator
su

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=192.168.198.11 \
consul://192.168.198.12:8500

注释：

---

–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）测试服务发现功能是否正常

#-h：设置容器主机名
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		

（3）验证 http 和 nginx 服务是否注册到 consul

浏览器中，输入http://192.168.198.12:8500，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 
{"consul":[],"httpd":[],"nginx":[]}

三.consul-template守护进程

1.consul-template介绍

（1）Consul-Template是基于Consul的自动替换配置文件的应用。

（2）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。

2.Consul-Template作用

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。

四.consul-template配置

1.准备 template nginx 模板文件

在consul服务器上操作

vim /opt/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 192.168.198.12;access_log /var/log/nginx/sky.com-access.log;							#修改日志路径#如果此处是java需index.jspindex 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

在consul服务器上操作

#下载相关依赖包
yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make

#创建一个用户名为 "nginx" 的用户
useradd -M -s /sbin/nologin nginx

#将nginx压缩包导入并解压到/opt/目录下
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/

#编译安装nginx
cd /opt/nginx-1.12.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make -j && make install

#做软连接
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

3.配置 nginx

在consul服务器上操作

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

4.配置并启动 template

在consul服务器上操作

#将consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip导入到/opt/下解压
unzip consul-template_0.19.3_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 192.168.198.12:8500 \
--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/sky.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
vim /usr/local/nginx/conf/vhost/sky.conf
upstream http_backend {server 192.168.198.11:83;server 192.168.198.11:84;}#定义一个server，监听8000端口，反向代理到upstream
server {listen 8000;server_name localhost 192.168.198.12;access_log /var/log/nginx/sky.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;}
}

5.访问 template-nginx

在registrator服务器上操作

docker psCONTAINER ID   IMAGE                           COMMAND                   CREATED             STATUS             PORTS                               NAMES
7fdb1057cebe   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:89->80/tcp, :::89->80/tcp   test-04
7e791b32cfa3   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:88->80/tcp, :::88->80/tcp   test-03
610fa76283c6   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:84->80/tcp, :::84->80/tcp   test-02
dbb68e20f583   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:83->80/tcp, :::83->80/tcp   test-01
762a01222cf2   gliderlabs/registrator:latest   "/bin/registrator --…"   About an hour ago   Up About an hour                                       registrator

docker exec -it dbb68e20f583 bash
echo "this is test1 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit

docker exec -it 610fa76283c6 bash
echo "this is test2 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit

浏览器访问：http://192.168.198.12:8000/，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。

在registrator服务器上操作

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/skyconf 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

在consul服务器上操作

cat /usr/local/nginx/conf/vhost/sky.confupstream http_backend {server 192.168.198.11:83;server 192.168.198.11:84;server 192.168.198.11:85;}

（3）查看三台 nginx 容器日志，请求正常轮询到各个容器节点上

在registrator服务器上操作

在浏览器不断刷新，查看日志

docker logs -f test-01
docker logs -f test-02
docker logs -f test-05

五.consul 多节点

在服务器192.168.198.13操作
先要安装consul
scp /usr/local/bin/consul 192.168.198.13:/usr/local/bin/

consul --version

#添加一台已有docker环境的服务器192.168.198.13/24加入已有的群集中
consul agent \
-server \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=192.168.198.13 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server02 \
-enable-script-checks=true  \
-datacenter=dc1  \
-join 192.168.198.12 &> /var/log/consul.log &

---

注释：

-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

consul operator raft list-peers

consul info | grep leader

http://192.168.198.12:8500查看是否存在第二台consul

docker run -itd -p:83:80 --name test-01 -h test01 nginx
docker run -itd -p:85:80 --name test-1 -h test1 nginx

netstat -natp | grep consul

查看server中的consul第二台添加的服务
http://192.168.198.12:8500/ui/#/dc1/nodes/consul-server01