docker consul容器的自动发现与注册

一、微服务（容器）的注册与发现——微服务架构中极其重要的组件

1、定义：是一种分布式管理系统以及定位服务的方法。传统架构中，应用程序之间直连到已知的服务，设备提供的网络（IP地址），基于TCP/IP协议：端口。由于现代微服务部署，服务的动态性、数量增加，传统的基于IP地址+端口的方式已不太适用，应运而生服务注册及发现

2、服务注册及发现核心：微服务的位置信息（IP地址+端口+服务名称+健康状态）统一注册到服务注册中心表中，可以允许其他服务动态的查询和发现这些服务（发现和查询机制）

3、工作机制

（1）服务注册：当一个服务启动时，会把自己的元数据【IP地址+端口+服务名称+健康状态（服务是否在运行）】注册到服务注册表（consul、zookeeper、云平台）中

（2）服务发现：其他服务需要和这个服务通信时，只需要向注册表查询服务位置信息（IP地址+端口），这样可以直接在服务注册表中直接获取需要的信息，不需要到静态配置查看

注：一旦服务停止，会从服务注册中心表中移除该服务的所有信息

4、服务注册与发现的优点

（1）动态性：可以在运行时动态添加或移除服务，无需额外的人工操作和配置

（2）弹性：一旦某个服务不可用，服务注册表会及时更新，通知其他服务避免请求失败

（3）可扩展：适应不断变化的服务数量

（4）透明性：服务方调用时，前端和后端实现解耦

注：服务注册与发现机制和其他工具配合使用，例如：负载均衡、健康检查、配置管理（一键同步）

二、consul

1、定义：consul是HashiCrop公司开发的一套工具，用于实现服务发现与注册、配置管理、分布式系统协调

2、特点

（1）★服务发现与自动注册：保存位置信息（IP地址+端口+服务名称）

（2）★健康检查：服务注册到consul，一并加入系统的还有其健康状态，定期发送一个心跳检查，若服务挂了，consul会自动解除

（3）分布式锁：consul提供一个分布式锁的功能，可协调多个节点之间的操作，防止竞争条件和数据冲突

①创建锁：每一个服务的发现与注册都是一个会话session。微服务1注册到consul时，consul会和这个服务的会话创建一个锁，锁用来表示具体的服务，会话和锁之间进行关联

②获取锁：微服务2建立会话获取锁，若申请的锁没有被使用，客户端成功获取；若已存在，表示已有其他服务在占用，会给该服务分配一个新的锁（KV存储）

③释放锁：任务完成或服务断开连接，会把锁释放，删除会话和锁之间的关系，删除与锁关联的KV键，实现资源释放

（4）KV存储：key-value分布式的键值对存储系统，存储配置信息、锁、特性等，应用程序可以使用consul的键值对存储来动态的获取配置信息

（5）多数据中心支持：consul可以在多个地域部署，可以实现数据中心之间的发现和注册功能

（6）DNS和HTTP API：consul支持DNS接口，通过域名解析定位服务的位置，HTTP API通过API应用接口调用consul的信息（服务信息、健康检查等）

（7）事件通知：若有关键信息可以随时获取通知

三、一键化自动管理以及自动发现和管理（consul-template工具）

1、定义：用于consul集成，自动更新配置文件，实现配置管理的自动化

2、作用

①动态的配置更新：consul-template监控consul中的key-value的存储键值对，键值对发生变化，会自动更新配置文件，无需重启服务

②支持多种后端的模板：比如nginx配置、ETCD等

四、容器自动发现与注册、配置实验

主机名	作用	IP地址	组件
docker1	consul服务器	20.0.0.16	consul、docker-ce、nginx二进制、sonsul-template（自动发现与自动配置）
docker2	registrator服务器	20.0.0.26	运行注册机制和微服务
docker3	consul服务器	20.0.0.36	多节点服务器，加入到consul集群中

1、consul部署和服务发现docker1

（1）安装consul

consul agent \

> -server \

> -bootstrap \

> -ui \

> -data-dir=/var/lib/consul-data \

> -bind=20.0.0.16 \

> -client=0.0.0.0 \

> -node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

（2）启动consul

consul agent	开启监听服务
-server	指定集群当中的服务器节点，consul的RAFT算法实现分布式结构中节点的在一致性。集群中的成员，直接成为集群的leader，后续加入的服务器都是follower
-bootstrap	表示该节点是引导节点，引导选举过程，以及为后续加入的server做引导，加入集群
-ui	表示启动图形化界面
-data-dir=/var/lib/consul-data	consul存储数据的路径
-bind=20.0.0.16	服务端绑定的IP地址，用于节点通信
-client=0.0.0.0	所有主机都可以和server建立通信（生产环境中指定IP地址）
-node=consul-server01	指定consul节点的名称（在集群中，名称是唯一且不可重复的）
&> /var/log/consul.log	混合重定向输出到/consul.log中
&	后台运行

（3）查看consul端口

8300	RAFT协议的端口，保持分布式集群的一致性，端口处理复制和领导者选举
8301	LAN Gossip的端口，局域网内进行节点通信和信息传播的协议
8302	Wan Gossip的端口，广域网内进行节点通信和信息传播的协议
8500	web ui的端口，用来访问consul的图形化界面
8600	DNS解析的端口

①查询集群信息

consul members

②查看集群状态

consul operator raft list-peers

③查看集群的server成员

curl 127.0.0.1:8500/v1/status/peers

④查看集群的leader

curl 127.0.0.1:8500/v1/status/leader

⑤查看集群中已经被注册与发现的服务

curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services

⑥查看集群节点的详细信息

curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nodes

2、自动发现与配置【docker2】

（1）创建自动注册的容器

docker run -d \

> --name=registrator \

> --net=host \

> -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \

> --restart=always \

> gliderlabs/registrator:latest \

> --ip=20.0.0.26 \

> consul://20.0.0.16:8500

docker run -itd -p 81:80 --name test-1 -h test1 nginx

docker run -itd -p 82:80 --name test-2 -h test1 httpd

--name=registrator	容器名称
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock	docker.sock是docker守护进程的套接字文件，把它应色号到容器中，registrator容器可以监听docker的所有事件，且完成自动注册服务
--ip=20.0.0.26	注册在consul的IP地址
consul://20.0.0.16:8500	所有发现的服务都会注册到指定的server节点

（2）浏览器访问20.0.0.16:8500

（3）模拟服务停止，consul是否能自动移除

docker stop test-2

（4）恢复服务，consul是否会自动发现

（5）查看集群中已经被注册与发现的服务【docker1】

curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services

3、自动发现与配置【docker1】

（1）创建自动化更新nginx配置文件

range service "nginx"	在这个配置中，test1的反向代理的方法会遍历由consul注册的所有服务名称为nginx的服务
server {{.Address}}:{{.Port}}	将发现和注册的nginx服务的IP地址和端口添加到test1的方法中

（2）编译安装nginx

（3）虚拟主机创建目录

（4）解压template源码包

（5）启动template服务，启动后不要按 ctrl+c 中止 consul-template 进程

consul-template --consul-addr 20.0.0.16:8500 \

--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/test.conf:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload" \

--log-level=info

consul-template --consul-addr 192.168.233,40:8500	指定consul的地址，告诉consul-template从server节点获取数据
/opt/consul/nginx.ctmpl:	配置文件的模板位置
/usr/local/nginx/vhost/test,conf	基于模板生成配置文件的位置
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload	只要集群中服务发生变化，可以随时更新到配置文件中
--log-level=info	设置consul-template的日志级别为info

consul是一个中间件，nginx服务通过consul-template获取模板，反向代理，consul-template，consul来获取服务的IP地址和端口，然后nginx调用发现的服务实现负载均衡

4、添加多个consul节点【docker3】

（1）解压consul源码包

（2）在集群中添加节点服务器【docker2】

docker run -d --name=registrator3 -v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock --restart=always gliderlabs/registrator:latest --ip=20.0.0.26 consul://20.0.0.36:8500

（3）启动consul

consul agent-server \

-ui \

-data-dir=/var/lib/consul-databind=20.0.0.36 \

client=0.0.0.0 \

-node=consul-server02 \

-enable-script-checks=true \

-datacenter=dc1 \

-join 20.0.0.16 &> /var/log/consul.log &

-enable-script-checks=true	设置检查服务为可用，也可以发现原集群中的服务
-datacenter=dc1	加入到40的数据中心
-join 192.168.233.40	加入到已有的集群中