Docker Swarm结合Docker Compose部署集群的实现

docker swarm 结合 docker-compose.yml 部署集群

1 ）准备 docker-compose.yml的文件, 示例 demo 如下

version: "3"
services:
  mysql_c:
    image: mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456
    restart: always
    ports:
      - 3306:3306
    volumes:
      - /root/mysql/conf.d:/etc/mysql/conf.d
      - /root/mysql/data:/var/lib/mysql
  goweb1:
    image: gowebimg
    restart: always
    deploy:
      replicas: 6 # 副本数量
      resources: # 资源
        limits: # 配置cpu
          cpus: "0.3" # 设置该容器最多只能使用 30% 的 CPU
          memory: 500M # 设置该容器最多只能使用 500M内存
      restart_policy: # 定义容器重启策略, 用于代替 restart 参数
        condition: on-failure # 只有当容器内部应用程序出现问题才会重启
    depends_on:
      - mysql_c
  nginx:
    image: nginx
    restart: always
    ports:
      - 80:80
    depends_on:
      - goweb1
    volumes:
      - /root/nginx/conf.d/:/etc/nginx/conf.d
    deploy:
      replicas: 6 #副本数量
      resources: #资源
        limits: #配置cpu
          cpus: "0.3" # 设置该容器最多只能使用 30% 的 CPU
          memory: 500M # 设置该容器最多只能使用 500M内存
      restart_policy: # 定义容器重启策略, 用于代替 restart 参数
        condition: on-failure #只有当容器内部应用程序出现问题才会重启

• 基于 docker-compose可以在一台服务器上创建多个容器
• 想在多台服务器上一次创建多个容器, 需要结合 Swarm
  • $ docker stack deploy --compose-file docker-compose.yml swarmName
    • swarmName是我们的swarm对应的名称，可以自行随意配置, 比如 goWebSwarm
• 以上配置的问题是 mysql 没有进行集群
  • mysql 需要单独搭建集群，这里涉及到主从数据库
  • 为了方便起见，直接配置到了 yml 文件里
  • 这里mysql的副本数量不能配置多个
  • 如果多个，就会运行在多台服务器上，会出现数据异常和不一致的问题

2 ）搭建集群

• $ docker swarm init --advertise-addr 192.168.1.10 初始化集群并创建管理节点(当前指定的ip为管理节点)
  • 填入自己主机的ip
• $ docker swarm join --token SWMTKN-1-52tr219htvsg1volky2tej7pj8bjs2j78q4b6wc9fnt72kkchd-29ohn4mgz191f6oznldvjiw47 192.168.1.10:2377
  • 其他主机加入集群
• 根据 yml 文件，这里的集群是 nginx 和 goweb的集群，它们都有6个副本，mysql 服务只有一个副本

3 ）部署和验证

• $ docker stack deploy --compose-file docker-compose.yml goWebSwarm 开始部署服务
  • 调用这个命令的时候，首先创建了网络
  • 接着创建3个服务
  • 这3个服务使用了同一个网络，默认这三个服务可以直接连通
• $ docker service ls 可查看当前运行起来的服务
• $ docker service ps goWebSwarm 查看当前某个服务
• 通过 docker-compose 部署，可见生成了3个服务，这三个服务，使用了同一个网络
• 这里同样存在之前的，mysql服务启动了，接着goWeb服务也启动，但是mysql服务并没有完全可用的状态
  • 可以用之前的脚本解决
  • 可以重启 goWeb项目 (或扩容，缩容来重启)
  • 可以先单独部署 mysql的集群，之后再部署 goWeb 和 Nginx 服务
    • 这种就不属于这里的集群了，mysql集群作为一项单独的集群
    • goWeb应用的配置文件也要对应同步修改

4 ）配置部署额外的一台Nginx服务器(非集群内)

• 额外的NG服务器，用于做路由和转发到集群内的nginx服务器
• 在集群内的各个主机磁盘上都有 /root/nginx/conf.d/ 目录中都有一个 default.conf 文件

  upstream backend {
    ip_hash;
    server goweb1:8080; # 这里是 goweb1 容器服务的host别名
  }
  
  server {
          listen       80;
          server_name  localhost; # 你的域名地址
          location / {
                # 设置主机头和客户端真实地址，以便服务器获取客户端真实IP         
                # 禁用缓存
                proxy_buffering off; 
                # 反向代理的地址
                proxy_pass http://backend;     
          }
          #error_page  404              /404.html;
          # redirect server error pages to the static page /50x.html
          #
          error_page   500 502 503 504  /50x.html;
          location = /50x.html {
              root  html;
          }
  }
  

  • 当访问这个时，nginx将 80 转发到 8080
• 现在，我们要配置nginx的主机，也就是转发到集群内，进行负载均衡的配置

  upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.10 weight=1; # 集群内的服务 ip 这里有一台 nginx服务器
    server 192.168.1.11 weight=1;
    server 192.168.1.12 weight=1;
    server 192.168.1.13 weight=1;
  }
  
  server {
          listen       80;
          server_name  goweb.xxxx.com; # 你的域名地址 这里本机可以配置 host, 如果在服务器配置 域名解析
          add_header backendCode $upstream_status;
          add_header BackendIP "$upstream_addr;" always;
          location / {
                # 设置主机头和客户端真实地址，以便服务器获取客户端真实 IP
                proxy_set_header Host $host;
                proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
                proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
                # nginx服务器与被代理服务连接超时时间，代理超时，请求一台超过1s就会转发到其他ip
                proxy_connect_timeout 1s;
                # 禁用缓存
                proxy_buffering off;
                # 反向代理的地址
                proxy_pass http://backend;
          }
          #error_page  404              /404.html;
          # redirect server error pages to the static page /50x.html
          #
          error_page   500 502 503 504  /50x.html;
          location = /50x.html {
              root  html;
          }
  }
  

• 上面用于查看nginx服务器转发节点的配置
  • proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  • proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
  • 加上这个，在浏览器中可以看到转发的服务器，在响应表头，会有一个 BackendIP 的字段

• 启动 nginx 主机
  • $ docker run -itd --name nginxweb -p 80:80 -v /root/nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d nginx

5 ）整体架构如下

• 第一层 ）nginx 服务器接收到请求后转发到集群中的各台主机上

  • 这里是最外面的一层 nginx 作为负载均衡
  • 这台nginx服务器是一台高性能服务器，只负责转发，没有其他处理任务

• 第二层 ）集群里面有各类服务

  • nginx goWeb
    • goWeb 连接到 mysql 或 mysql集群服务
  • nginx goWeb
    • 同上
  • nginx goWeb
    • 同上
  • …
  • 这个集群内部的nginx服务会动态负载均衡到各个goWeb服务

• 第三层 ）mysql 或 mysql集群

  • 目前我们的mysql 只有一台服务，并且配置在compose文件里

• 以上三个层，是我们服务端一般的设计方案，当然上面没用到 mysql 集群

• 以上架构可支持 100W 的访问量 (使用mysql集群)

• 如果需要负载更多, 可把这套架构复制到多个城市地区

  • 一般情况下，域名解析只能配置到一台服务器
  • 当然，有个动态域名解析，可以支持多台
  • 这样就可以根据请求判断转发到那些服务器

关于 Docker Swarm 的 Raft 一致性算法

• Raft：一致性算法，在保证大多数管理节点存活的情况下，集群才能使用
• 所以就要求如果集群的话，manager节点必须 >=3 台
  • manager： 管理节点，用于管理工作节点
• 如果是两个台，其中一台宕机，剩余的一台也将不可用，以致整个集群不可用
• 为了利用 swarm 模式的容错特性，Docker 建议您根据组织的高可用性要求实现奇数个节点
• 当您有多个管理器时，您可以从管理器节点的故障中恢复而无需停机
  • 一个3管理器群最多可以容忍1名管理器的损失
  • 一个5管理器群最多可以同时丢失2个管理器节点
  • 一个N管理器集群最多可以容忍丢失 (N - 1) / 2 管理器
  • Docker 建议一个Swarm集群最多使用7个管理器节点

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