Docker 1.12實(shí)踐：Docker Service、Stack與分布式應(yīng)用捆綁包

TigerChain 發(fā)布于2019-06-28 15:19 / 1765人閱讀

摘要：與分布式應(yīng)用捆綁包分布式應(yīng)用捆綁包，或者簡稱，是一種多服務(wù)可分發(fā)鏡像格式。而當(dāng)中新推出的分布式應(yīng)用捆綁包，或者簡稱，則屬于一種新的概念，其專門面向多套容器的遷移需求。利用創(chuàng)建一個分布式應(yīng)用捆綁包添加了一條新的命令。

在本文中數(shù)人云將帶大家了解如何利用Docker Compose創(chuàng)建一套分布式應(yīng)用捆綁包，并將其作為Docker Stack在Docker Swarm Mode中進(jìn)行部署。

Docker 1.12的首套候選發(fā)行版于三周之前公布，而近期又有更多新功能計劃被添加至該版本當(dāng)中。

下面首先來看各項(xiàng)新的功能特性：

內(nèi)置編排機(jī)制:通常來講，應(yīng)用利用一個Docker Compose文件進(jìn)行定義。此定義由多個被部署在不同主機(jī)上的容器共同構(gòu)成。這種作法除了能夠避免單點(diǎn)故障（簡稱SPOF）之外，也能夠讓應(yīng)用具備彈性。目前包括Docker Swarm、Kubernetes以及Mesos在內(nèi)的多種編排框架都允許大家對此類應(yīng)用進(jìn)行編排。不過現(xiàn)在我們又有了新的選擇——Docker Engine如今迎來了內(nèi)置編排機(jī)制。更多細(xì)節(jié)內(nèi)容將在后文中進(jìn)行說明。

Service:現(xiàn)在大家可以利用docker service create 命令輕松創(chuàng)建一項(xiàng)復(fù)制且分布式的負(fù)載均衡服務(wù)。該應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)“理想狀態(tài)”，例如運(yùn)行三套Couchbase容器，并具備自我修復(fù)能力。Docker引擎能夠確保必要容器數(shù)量始終運(yùn)行于集群當(dāng)中。如果某容器發(fā)生故障，那么另一容器將旋即啟動。如果某臺節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，則該節(jié)點(diǎn)上的容器會在另一節(jié)點(diǎn)上啟動。稍后我們將詳細(xì)說明其作用。

零配置安全性: Docker 1.12采用相互驗(yàn)證TLS，能夠?qū)warm當(dāng)中各節(jié)點(diǎn)間的通信內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證、授權(quán)與加密。更多詳盡內(nèi)容將在后文中進(jìn)行討論。
Docker Stack與分布式應(yīng)用捆綁包:分布式應(yīng)用捆綁包，或者簡稱DAB，是一種多服務(wù)可分發(fā)鏡像格式。在后文中我們會進(jìn)一步討論。

截至目前，大家已經(jīng)可以選定一個Dockerfile，并利用docker build命令由此創(chuàng)建鏡像。使用docker run命令則可啟動容器。這條命令亦能夠輕松同時啟動多套容器。另外，大家也可以使用Docker Compose文件并利用docker-compose scale命令對容器進(jìn)行規(guī)模擴(kuò)展。

鏡像屬于單一容器的一種便攜式格式。而Docker 1.12當(dāng)中新推出的分布式應(yīng)用捆綁包，或者簡稱DAB，則屬于一種新的概念，其專門面向多套容器的遷移需求。每個捆綁包都可作為stack在運(yùn)行時中進(jìn)行部署。

感興趣的朋友可以前往 docker.com/dab 了解更多與DAB相關(guān)的內(nèi)容。為了簡單起見，在這里我們利用類比來進(jìn)行說明：

Dockerfile -> 鏡像 -> 容器
Docker Compose -> 分布式應(yīng)用捆綁包 -> Docker Stack

下面我們使用一個Docker Compose文件來創(chuàng)建DAB，并將其作為Docker Stack加以部署。

需要強(qiáng)調(diào)的是，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性功能僅存在于1.12-RC2版本當(dāng)中。

利用Docker Compose創(chuàng)建一個分布式應(yīng)用捆綁包

Docker Compose CLI添加了一條新的bundle命令。下面來看其具體說明：

docker-compose bundle --help
Generate a Docker bundle from the Compose file.
Local images will be pushed to a Docker registry, and remote images
will be pulled to fetch an image digest.
Usage: bundle [options]
Options:
   -o, --output PATH          Path to write the bundle file to.
                              Defaults to ".dsb".

現(xiàn)在，讓我們選取一條Docker Compose定義并以此為基礎(chǔ)創(chuàng)建DAB。以下為我們的Docker Compose定義內(nèi)容：

version: "2"
services:
 db:
   container_name: "db"
   image: arungupta/oreilly-couchbase:latest
   ports:
     -8091:8091
     -8092:8092 
     -8093:8093 
     -11210:11210
 web:
   image: arungupta/oreilly-wildfly:latest
   depends_on:
     -db
   environment:
     -COUCHBASE_URI=db
   ports:
     -8080:8080

此Compose文件會啟動WildFly與Couchbase服務(wù)器。其中WildFly服務(wù)器中已經(jīng)預(yù)部署了一款Java EE應(yīng)用，且接入Couchbase服務(wù)器并允許利用REST API執(zhí)行CRUD操作。該文件的源代碼來自：github.com/arun-gupta/oreilly-docker-book/blob/master/hello-javaee/docker-compose.yml。利用它生成一個應(yīng)用捆綁包：

docker-compose bundle
WARNING: Unsupported key "depends_on" in services.web - ignoring
WARNING: Unsupported key "container_name" in services.db - ignoring
Wrote bundle to hellojavaee.dsb

depends_on只負(fù)責(zé)創(chuàng)建兩項(xiàng)服務(wù)之間的依賴性，并以特定順序?qū)Χ哌M(jìn)行啟動。這能確保Docker容器首先啟動，而運(yùn)行在其中的應(yīng)用則需要更長時間才能啟動完成。因此，此屬性只在一定程度上解決了這一問題。

container_name能夠?yàn)樵撊萜魈峁┮粋€特定名稱。對特定容器名稱的依賴性為緊密耦合，且不允許我們對該容器進(jìn)行規(guī)模伸縮。因此這里我們暫時忽略這兩條警告。此命令會利用Compose項(xiàng)目名（也就是其目錄名稱）生成一個文件。因此在本示例中，生成的文件名為hellojavaee.dsb。此文件的擴(kuò)展名在RC3中則為.dab。此生成的應(yīng)用捆綁包內(nèi)容如下所示：

{
 "services": {
   "db": {
     "Image": "arungupta/oreilly-couchbase@sha256:f150fcb9fca5392075c96f1baffc7f893858ba763f3c05cf0908ef2613cbf34c", 
     "Networks": [
       "default"
     ], 
     "Ports": [
       {
         "Port": 8091, 
         "Protocol": "tcp"
       }, 
       {
         "Port": 8092, 
         "Protocol": "tcp"
       }, 
       {
         "Port": 8093, 
         "Protocol": "tcp"
       }, 
       {
         "Port": 11210, 
         "Protocol": "tcp"
       }
     ]
   }, 
   "web": {
     "Env": [
       "COUCHBASE_URI=db"
     ], 
     "Image": "arungupta/oreilly-wildfly@sha256:d567ade7bb82ba8f15a85df0c6d692d85c15ec5a78d8826dfba92756babcb914", 
     "Networks": [
       "default"
     ], 
     "Ports": [
       {
         "Port": 8080, 
         "Protocol": "tcp"
       }
     ]
   }
 }, 
 "version": "0.1"
}

此文件為包含在應(yīng)用內(nèi)的各項(xiàng)服務(wù)提供完整的描述。當(dāng)然，未來我們應(yīng)該可以使用其它容器格式，例如Rkt或者VM等形式。不過就目前來講，其還僅支持Docker這一種格式。

在Docker中進(jìn)行Swarm Mode初始化

正如之前所提到，目前“理想狀態(tài)”由Docker Swarm負(fù)責(zé)保持。而其現(xiàn)在已經(jīng)被納入Docker Engine當(dāng)中。在本篇文章中，我們使用新增的一條命令，即docker swarm：

docker swarm --help
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.

在Docker Engine中對一個Swarm節(jié)點(diǎn)（作為工作節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行初始化：

docker swarm init
Swarm initialized: current node (ek9p1k8r8ox7iiua5c247skci) is now a manager.

關(guān)于該節(jié)點(diǎn)的更多細(xì)節(jié)信息可利用docker swarm inspect命令進(jìn)行查看。

docker swarm inspect
[
   {
       "ID": "1rcvu7m9mv2c8hiaijr7an9zk",
       "Version": {
           "Index": 1895
       },
       "CreatedAt": "2016-07-01T23:52:38.074748177Z",
       "UpdatedAt": "2016-07-02T04:54:32.79093117Z",
       "Spec": {
           "Name": "default",
           "AcceptancePolicy":{
               "Policies": [
                   {
                       "Role": "worker",
                       "Autoaccept": true
                   },
                   {
                       "Role": "manager",
                       "Autoaccept":false
                   }
               ]
           },
           "Orchestration": {
               "TaskHistoryRetentionLimit":10
           },
           "Raft": {
               "SnapshotInterval": 10000,
               "LogEntriesForSlowFollowers":500,
               "HeartbeatTick":1,
               "ElectionTick":3
           },
           "Dispatcher": {
               "HeartbeatPeriod": 5000000000
           },
           "CAConfig": {
               "NodeCertExpiry": 7776000000000000
           }
       }
   }
]

從輸出結(jié)果中可以看到，該節(jié)點(diǎn)只屬于工作節(jié)點(diǎn)而非管理節(jié)點(diǎn)。如果在單節(jié)點(diǎn)集群當(dāng)中，這樣的設(shè)置并無不妥。不過在多節(jié)點(diǎn)集群當(dāng)中，則應(yīng)至少存在一個管理節(jié)點(diǎn)。

部署Docker Stack

利用docker deploy命令創(chuàng)建一個stack：

docker deploy -f hellojavaee.dsb hellojavaee
Loading bundle from hellojavaee.dsb
Creating network hellojavaee_default
Creating service hellojavaee_db
Creating service hellojavaee_web

下面來看各服務(wù)列表：

docker service ls
ID            NAME             REPLICAS  IMAGE                 COMMAND
2g8kmrimztes  hellojavaee_web  1/1       arungupta/oreilly-wildfly@sha256:d567ade7bb82ba8f15a85df0c6d692d85c15ec5a78d8826dfba92756babcb914    
46xhlb15cc60  hellojavaee_db   1/1       arungupta/oreilly-couchbase@sha256:f150fcb9fca5392075c96f1baffc7f893858ba763f3c05cf0908ef2613cbf34c

在輸出結(jié)果中，我們可以看到正在運(yùn)行的兩項(xiàng)服務(wù)，分別為WildFly與Couchbase。 Service概念同樣新增于Docker 1.12版本，其負(fù)責(zé)為我們提供“理想狀態(tài)”，而具體實(shí)現(xiàn)則由Docker Engine負(fù)責(zé)。使用docker ps命令顯示當(dāng)前正在運(yùn)行的容器列表：

CONTAINER ID        IMAGE                                                                                                 COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                                        NAMES
622756277f40        arungupta/oreilly-couchbase@sha256:f150fcb9fca5392075c96f1baffc7f893858ba763f3c05cf0908ef2613cbf34c   "/entrypoint.sh /opt/"   3 seconds ago       Up 1 seconds        8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11210-11211/tcp, 18091-18092/tcp   hellojavaee_db.1.19enwdt6i5m853m5675tx3z29
abf8703ed713        arungupta/oreilly-wildfly@sha256:d567ade7bb82ba8f15a85df0c6d692d85c15ec5a78d8826dfba92756babcb914     "/opt/jboss/wildfly/b"   3 seconds ago       Up 1 seconds        8080/tcp                                                     hellojavaee_web.1.70piloz6j4zt06co8htzisgyl

WildFly容器會在Couchbase容器啟動并運(yùn)行之前先行啟動。這意味著Java EE應(yīng)用會嘗試接入Couchbase服務(wù)器但發(fā)生失敗。因此，該應(yīng)用將永遠(yuǎn)無法成功完成引導(dǎo)。

自我修復(fù)Docker Service

Docker Service負(fù)責(zé)保持應(yīng)用的“理想狀態(tài)”。在本示例中，我們的理想狀態(tài)是確保特定服務(wù)有且只有一套容器與之對應(yīng)且持續(xù)運(yùn)行。如果我們移除該容器，而非服務(wù)，則該服務(wù)會自動重啟容器。使用以下命令移除容器：

docker rm -f abf8703ed713

請注意，這里之所以要使用-f，是因?yàn)樵撊萜饕呀?jīng)處于運(yùn)行狀態(tài)。Docker 1.12自我修復(fù)機(jī)制會介入并自動重啟此容器。現(xiàn)在再次打開運(yùn)行容器列表：

CONTAINER ID        IMAGE                                                                                                 COMMAND                  CREATED             STATUS                  PORTS                                                        NAMES
db483ac27e41        arungupta/oreilly-wildfly@sha256:d567ade7bb82ba8f15a85df0c6d692d85c15ec5a78d8826dfba92756babcb914     "/opt/jboss/wildfly/b"   1 seconds ago       Up Less than a second   8080/tcp                                                     hellojavaee_web.1.ddvwdmojjysf46d4n3x4g8uv4
622756277f40        arungupta/oreilly-couchbase@sha256:f150fcb9fca5392075c96f1baffc7f893858ba763f3c05cf0908ef2613cbf34c   "/entrypoint.sh /opt/"   26 seconds ago      Up 25 seconds           8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11210-11211/tcp, 18091-18092/tcp   hellojavaee_db.1.19enwdt6i5m853m5675tx3z29

結(jié)果顯示新容器已經(jīng)啟動完成。檢查WildFly服務(wù)：

docker service inspect hellojavaee_web
[
   {
       "ID": "54otfi6dc9bis7z6gc6ubynwc",
       "Version": {
           "Index": 328
       },
       "CreatedAt": "2016-07-02T01:36:35.735767569Z",
       "UpdatedAt": "2016-07-02T01:36:35.739240775Z",
       "Spec": {
           "Name": "hellojavaee_web",
           "Labels": {
               "com.docker.stack.namespace": "hellojavaee"
           },
           "TaskTemplate": {
               "ContainerSpec": {
                   "Image": "arungupta/oreilly-wildfly@sha256:d567ade7bb82ba8f15a85df0c6d692d85c15ec5a78d8826dfba92756babcb914",
                   "Env": [
                       "COUCHBASE_URI=db"
                   ]
               }
           },
           "Mode": {
               "Replicated": {
                   "Replicas": 1
               }
           },
           "Networks": [
               {
                   "Target": "epw57lz7txtfchmbf6u0cimis",
                   "Aliases": [
                       "web"
                   ]
               }
           ],
           "EndpointSpec": {
               "Mode": "vip",
               "Ports": [
                   {
                       "Protocol": "tcp",
                       "TargetPort": 8080
                   }
               ]
           }
       },
       "Endpoint": {
           "Spec": {},
           "Ports": [
               {
                   "Protocol": "tcp",
                   "TargetPort": 8080,
                   "PublishedPort": 30004
               }
           ],
           "VirtualIPs": [
               {
                   "NetworkID": "9lpz688ir3pzexubkcb828ikg",
                   "Addr": "10.255.0.5/16"
               },
               {
                   "NetworkID": "epw57lz7txtfchmbf6u0cimis",
                   "Addr": "10.0.0.4/24"
               }
           ]
       }
   }
]

Swarm會將隨機(jī)端口分配給該服務(wù)，我們也可以利用docker service update命令進(jìn)行手動更新。在本示例中，容器的端口8080被映射至主機(jī)上的端口30004。

進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證

下面檢查該應(yīng)用是否已經(jīng)成功部署：

curl http://localhost:30004/books/resources/book
[{"books":0}]

為該應(yīng)用添加新的book：

再次驗(yàn)證該book:

curl http://localhost:30004/books/resources/book
    [{"books":{"name":"Minecraft Modding with Forge","cost":29.99,"id":"1","isbn":"978-1-4919-1889-0"}}, {"books":1}]

欲了解更多與此Java應(yīng)用相關(guān)的信息，請訪問github.com/arun-gupta/oreilly-docker-book/tree/master/hello-javaee。