庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

一、简介
     　　　　前面的两篇文章，我们已经介绍了Net Core项目基于Docker容器部署在Linux服务器上的两种方式，代码和步骤都很详尽。虽然这两篇文章都是基础性的文章，但是，对于，大家学习后面的文章都很重要，尤其是，我们以后所使用的测试项目、部署方法等相关技术都是使用这两篇文章里的方法。大家看的时候，也希望你们多多留意。从今天开始，我们将以前部署在Windows环境下的Net Core项目，一步一步的都迁移部署到Linux服务器上去，毕竟，Linux环境是主流的服务器环境。有了Docker，让我们管理各种集群的实例就方便了很多，所以，所有的服务实例，项目代码等，我们都会生成自己的镜像文件，还有我们使用到的第三方镜像也是官方自家生成的。我的每篇文章都会解决一个问题，也许是一个技术问题，也是一个自己的理解的解释，尽量，每篇文章不要包含太多的内容，让整篇文章显得更内聚，有灵魂。

　　　　1、说明
    　　　　　　今天这篇文章很简单，主要完成的任务就是介绍，把Net Core 项目部署到Linux环境的Docker容器中，基于Nginx形成一个小小集群。这里面核心的内容就是告诉大家如何去挂载文件（你可以挂载你想挂载的任何文件，在这里我们挂载的是Nginx.conf文件），配置Nginx服务器的环境。当然了，对于高手来说，这些都是微不足道的，但是对于新手或者说刚入门的人来说可能是有帮助的，所以说，高手就不用冷嘲热讽，如果想发表自己的高论，也欢迎不灵赐教。特别说明，这里的所有代码都经过测试，所以大家可以放心使用，但是实际情况可能不一样，结果也未必一样。

　　　　2、开发环境
    　　　　　　以下就是开发环境，不用多说，都很简单，一看就知道。
   　　　　　　（1）、开发工具：Visual Studio 2019
   　　　　　　（2）、开发语言：C#
   　　　　　　（3）、开发平台：Net Core3.1，跨平台。
   　　　　　　（4）、操作系统：Linux（CentOS 7）。
   　　　　　　（5）、虚拟容器：Docker 19.03.13
   　　　　　　（6）、文件上传：SSH Secure File Transfer Client或者XFTP
   　　　　　　（7）、客 户 端：SSH Secure Shell Client或者XShell
   　　　　　　（8）、虚拟系统：VMware Workstation Pro 14.1.3

　　　　3、我们的项目目标
      　　　　　　今天我们的任务很简单，就是基于Linux系统上的Docker容器环境实现一个Nginx版本负载均衡系统。结果如图：
　                     
   

二、Docker容器技术的简介
   
　　　　

　　　　1、Docker简介
      　　　　　　Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器或Windows 机器上，也可以实现虚拟化，容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。
      　　　　　　Docker是Docker.Lnc公司开源的一个基于LXC技术之上搭建的Container容器引擎，源代码托管在Github上，基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。
      　　　　　　Docker属于Linux容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。
      　　　　　　Docker将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了Docker，就不用担心环境问题。
      　　　　　　总体来说，Docker的接口相当简单，用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改，就像管理普通的代码一样。
      
       　　　　　　一个完整的Docker有以下几个部分组成：
          　　　　　　Docker Client客户端：可以输入各种命令操作Docker镜像、容器。
          　　　　　　Docker Daemon守护进程：Docker的服务器端，完成客户端的请求和命令。
          　　　　　　Docker Image镜像：镜像就是容器实例的模板，根据该模板生成容器实例。
          　　　　　　Docker Container容器：根据镜像文件生成的容器实例，没有镜像，无法生成容器。

        　　　　　　Docker结构组成：
         　　　　　　　　

　　　　2、基础命令
    　　　　　　（1）、安装工具包
          　　　　　　　　命令：$yum install -y yum-utils
           　　　　　　　　

    　　　　　　（2）、设置镜像仓库
         　　　　　　　　 阿里云：$ yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
　　　　　　　　　　　
          
          　　　　　　　　清华大学源：$yum-config-manager --add-repo  https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
          　　　　　　　　

    　　　　　　（3）、安装启动 docker
         　　　　　　　　 命令：$yum install docker
           　　　　　　　　

    　　　　　　（4）、停止正在运行的容器
          　　　　　　　　命令：$docker stop 容器名称/容器ID
          　　　　　　　　

          　　　　　　　　

    　　　　　　（5）、启动停止的容器：
          　　　　　　　　命令：$docker start 容器名称/容器ID
          　　　　　　　　

          　　　　　　　　

    　　　　　　（6）、查看所有镜像：
          　　　　　　　　命令：$docker images
           　　　　　　　　

    　　　　　　（7）、拉取镜像：
          　　　　　　　　命令：$docker pull 镜像名称
           　　　　　　　　
             
    　　　　　　（8）、删除指定容器：
          　　　　　　　　命令：docker rm 容器名称/容器ID
          　　　　　　　　根据容器的ID删除容器
          　　　　　　　　
          　　　　　　　　根据容器名称删除容器
          　　　　　　　　

    　　　　　　（9）、删除所有容器（必须是停止运行的容器）：
          　　　　　　　　命令：docker rm $(docker ps -aq)
           　　　　　　　　

    　　　　　　（10）、查询所有容器实例：
          　　　　　　　　命令：docker ps –a
           　　　　　　　　

    　　　　　　（11）、删除镜像：
           　　　　　　　　命令：docker image rm 镜像名称/镜像ID
           　　　　　　　　

    　　　　　　（12）、删除所有镜像：
           　　　　　　　　命令：#docker rmi -f $(docker images -q)
           　　　　　　　　

    　　　　　　（13）、查看日志：
           　　　　　　　　命令：docker logs 容器id/容器名称
            　　　　　　　　

            　　　　　　　　

    　　　　　　（14）、查看统计：
           　　　　　　　　命令：docker stats 容器id/容器名称
             　　　　　　　　

    　　　　　　（15）、docker 以别名形式运行指定镜像
           　　　　　　　　命令：docker run -itd -p hostPort:containerPort --name 别名 镜像id/镜像名称
            　　　　　　　　
           
　　　　　　　　　　　

    　　　　　　（16）、限制镜像使用的内存 -m：
           　　　　　　　　命令：docker run -itd -p hostPort:containerPort --name 别名 -m 200m 镜像id/镜像名称
           　　　　　　　　
           
　　　　　　　　　　　

    　　　　　　（17）、限制镜像使用的 cpu 数目 --cpus。：
           　　　　　　　　命令：docker run -itd -p hostPort:containerPort --name 别名 --cpus 1 镜像id/镜像名称
           　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　

三、配置Nginx服务组件

        　　   　　

     　　　　 在这里我并不想对Nginx做更多的介绍，网上的资料太多了，我在这里只是简单说明一下，如果大家想去学习有关Nginx的知识，请去网上自行恶补了。还要说明一下，在进行这项工作之前，请确保上一步的工作配置完成，就是Consul集群的配置工作，因为在这一步里我们要配置Nginx，使用的地址信息就是Consul集群地址列表。
      　　　　Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，Nginx 1.0.4发布。
      　　　　其特点是占有内存少，并发能力强，事实上Nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用Nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。
       　　　　由于我们的环境是使用Docker容器来部署Net Core 项目，当然，我们所使用的Nginx也必须相关的镜像文件。我们会根据Nginx的镜像启动Nginx环境。我们在开始部署Nginx环境之前，检查Nginx的镜像是否存在。

       　　　　1、检查Linux系统上是否存在Nginx镜像。
           　　　　　　命令：$Docker images

           　　　　　　

       　　　　2、如果服务器系统上没有Nginx镜像，可以从Docker服务器上拉取。
           　　　　　　命令：$docker pull nginx

            　　　　　　
       　　　　3、我们要准备Nginx的配置文件，配置内容如下：
            　　　　　　
       　　　　4、拷贝到服务器上，目录如下：/root/testProject/third
           
            　　　　　　

       　　　　5、必须保证8081,8082,8083这个三个服务是运行的。
            　　　　　　这三个实例我们通过第四部分来保证。

      　　　　 6、启动Nginx服务镜像。
            　　　　　　命令：$docker run -d -p 8086:80 -v /root/testProject/third:/var/log/nginx/ -v /root/testProject/third/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf --name elnginx nginx
             　　　　　　

       　　　　7、检查Nginx服务是否成功启动。
             　　　　　　命令：$docker ps –a

              　　　　　　
 

四、Net Core项目基于Docker 容器的部署方式

     　　　　开始之前，还是先说明一下。因为我们今天要将系统部署到Docker容器里，所以，在开始之前，必须安装好了Docker容器，我当前安装的版本是：19.03.13，如果你登录了Linux系统（CentOS7）,可以通过输入命令：Docker --version检查是否安装了Docker，如果没有安装，提示：没有这个命令（command not found），如果安装了，会显示具体的版本号：Docker version 19.03.13,build 4484c46d9d。还要说明一点，Docker的版本尽量要最新，最起码要在18或者以上，否则会出现一些问题，我就是遇到了问题，最后升级后才解决的，如果想升级自己的Docker，可以查看《如何将Docker升级到最新版本》。

    　　　　开始我们今天工作，主要实现通过挂载Nginx.conf配置文件来实现一个小型集群。
    　　　　1、搭建测试项目。

         　　　　　　（1）、PatrickLiu.MicroService.Interfaces（NetCore类库项目），定义抽象接口层，代码很简单，因为它不是重点，重点是框架。

                   　　　　　　　　

                   　　　　　　　　
                                    
                　　　　　　　　　　样例代码：
                   　　　　　　　　　

using PatrickLiu.MicroService.Models;
using System.Collections.Generic;

namespace PatrickLiu.MicroService.Interfaces
{
    /// <summary>
    /// 用户服务的接口定义。
    /// </summary>
    public interface IUserService
    {
        /// <summary>
        /// 查找指定主键的用户实例对象。
        /// </summary>
        /// <param name="id">用户的主键。</param>
        /// <returns>返回查找到的用户实例对象。</returns>
        User FindUser(int id);

        /// <summary>
        /// 获取所有用户的实例集合。
        /// </summary>
        /// <returns>返回所有的用户实例。</returns>
        IEnumerable<User> UserAll();
    }
}

         　　　　　　（2）、PatrickLiu.MicroService.Models（Net Core类库项目），定义用于传递数据的实体模型，代码很简单，因为它不是重点，重点是框架。
                  
　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　                  

                    　　　　　　　　样例代码：
                    　　　　　　　　

using System;

namespace PatrickLiu.MicroService.Models
{
    /// <summary>
    /// 用户模型。
    /// </summary>
    public class User
    {
        /// <summary>
        /// 获取或者设置用户主键。
        /// </summary>
        public int ID { get; set; }

        /// <summary>
        /// 获取或者设置用户姓名。
        /// </summary>
        public string Name { get; set; }

        /// <summary>
        /// 获取或者设置用户账号名称。
        /// </summary>
        public string Account { get; set; }

        /// <summary>
        /// 获取或者设置用户密码。
        /// </summary>
        public string Password { get; set; }

        /// <summary>
        /// 获取或者设置用户的电子邮箱地址。
        /// </summary>
        public string Email { get; set; }

        /// <summary>
        /// 获取或者设置用户角色。
        /// </summary>
        public string Role { get; set; }

        /// <summary>
        /// 获取或者设置用户的登录时间。
        /// </summary>
        public DateTime LoginTime { get; set; }
    }
}

         　　　　　　（3）、PatrickLiu.MicroService.Services（NetCore类库项目），定义实现接口的服务层，代码很简单，因为它不是重点，重点是框架。
                  
　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　                  

                   　　　　　　　　样例代码：
                   　　　　　　　　

using PatrickLiu.MicroService.Interfaces;
using PatrickLiu.MicroService.Models;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace PatrickLiu.MicroService.Services
{
    /// <summary>
    /// 实现用户服务接口的实现类型。
    /// </summary>
    public class UserService : IUserService
    {
        private IList<User> dataList;

        /// <summary>
        /// 初始化类型的实例
        /// </summary>
        public UserService()
        {
            dataList = new List<User>()
            { new User {ID=1,Name="黄飞鸿",Account="HuangFeiHong",Password="HuangFeiHong123456",Email="huangFeiHong@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now },
            new User {ID=2,Name="洪熙官",Account="HongXiGuan",Password="HongXiGuan54667",Email="HongXiGuan@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-5) },
            new User {ID=3,Name="方世玉",Account="FangShiYu",Password="FangShiYu112233",Email="fangShiYu@163.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-30) },
            new User {ID=4,Name="苗翠花",Account="MiaoCuiHua",Password="MiaoCuiHua887766",Email="miaoCuiHua@sohu.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-90) },
            new User {ID=5,Name="严咏春",Account="YanYongChun",Password="YanYongChun09392",Email="yanYongChun@263.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddMinutes(-50) }};
        }

        /// <summary>
        /// 查找指定主键的用户实例对象。
        /// </summary>
        /// <param name="id">用户的主键。</param>
        /// <returns>返回查找到的用户实例对象。</returns>
        public User FindUser(int id)
        {
            return dataList.FirstOrDefault(user => user.ID == id);
        }

        /// <summary>
        /// 获取所有用户的实例集合。
        /// </summary>
        /// <returns>返回所有的用户实例。</returns>
        public IEnumerable<User> UserAll()
        {
            return dataList;
        }
    }
}

         　　　　　　（4）、PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance（Asp.Net Core WebAPI项目），对外提供业务功能WebApi项目，该项目必须引入其他关联项目：
                   　　　　　　　　PatrickLiu.MicroService.Interfaces
                   　　　　　　　　PatrickLiu.MicroService.Models
                   　　　　　　　　PatrickLiu.MicroService.Services

　　　　　　　　　　　　     
                  
                   　　　　　　样例代码：
                   　　　　　　　　UsersControllers.cs 代码
　　　　　　　　　　　　　　

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;
using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using PatrickLiu.MicroService.Interfaces;
using PatrickLiu.MicroService.Models;

namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Controllers
{
    /// <summary>
    /// 用户的 API 类型。
    /// </summary>
    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class UsersController : ControllerBase
    {
        #region 私有字段

        private readonly ILogger<UsersController> _logger;
        private readonly IUserService _userService;
        private IConfiguration _configuration;

        #endregion

        #region 构造函数

        /// <summary>
        /// 初始化该类型的新实例。
        /// </summary>
        /// <param name="logger">日志记录器。</param>
        /// <param name="userService">用户服务接口。</param>
        /// <param name="configuration">配置服务。</param>
        public UsersController(ILogger<UsersController> logger, IUserService userService, IConfiguration configuration)
        {
            _logger = logger;
            _userService = userService;
            _configuration = configuration;
        }

        #endregion

        #region 实例方法

        /// <summary>
        /// 获取一条记录
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        [Route("Get")]
        public User Get(int id)
        {
            return _userService.FindUser(id);
        }

        /// <summary>
        /// 获取所有记录。
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        [Route("All")]
        //[Authorize]
        public IEnumerable<User> Get()
        {
            Console.WriteLine($"This is UsersController {this._configuration["port"]} Invoke");

            return this._userService.UserAll().Select((user => new User
            {
                ID = user.ID,
                Name = user.Name,
                Account = user.Account,
                Password = user.Password,
                Email = user.Email,
                Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}",
                LoginTime = user.LoginTime
            })); ;
        }

        /// <summary>
        /// 超时处理
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        [Route("Timeout")]
        public IEnumerable<User> Timeout()
        {
            Console.WriteLine($"This is Timeout Start");
            //超时设置。
            Thread.Sleep(3000);

            Console.WriteLine($"This is Timeout End");

            return this._userService.UserAll().Select((user => new User
            {
                ID = user.ID,
                Name = user.Name,
                Account = user.Account,
                Password = user.Password,
                Email = user.Email,
                Role = $"{this._configuration["ip"]}：{this._configuration["port"]}",
                LoginTime = user.LoginTime
            })); ;
        }

        #endregion
    }
}

      　　　　　　　　Startup.cs代码
　　　　　　　　　　

1 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
2  {
3          //services.AddControllers();
4          services.AddSingleton<IUserService, UserService>();
5 }

    　　　　2、增加Dockerfile文件。
            　　　　　　我们为了将NetCore项目部署到Linux（CentOS7）环境的Docker容器中去，须创建Dockerfile文件来支持，有关Dockerfile文件具体的解释说明，以后有机会再说。我们要部署的项目：PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance，因此，我们就要为该项目增加Dockerfile文件。

          　　　　　　（1）、在项目名称上右键鼠标，选择【添加】，然后选择【Docker支持】，打开增加Dockerfile窗口，点击【确定】，增加文件。
                    
         　　　　　　　　　　
                   　　　　　　选择项目的部署环境：
                     　　　　　　
                    　　　　　　效果如图：
                     　　　　　　

          　　　　　　（2）、Dockerfile文件具体的内容。
                    　　　　　　

    　　　　3、生成Docker镜像文件。
         　　　　　　（1）、拷贝文件
                　　　　　　　　这种部署方式只要保证项目编译是正确的就可以，有无代码生成都可以（这里指，编译和不编译都没关系），一般编译通过，就执行【清理】菜单，将代码清空，然后拷贝上传干净的项目代码就可以。
                　　　　　　　　服务器路径：/root/testProject/first
                   　　　　　　　　
                    　　　　　　　　

         　　　　　　（2）、查看Docker镜像，没有我们自己的镜像文件。
                   　　　　　　　　命令：Docker Images
                   　　　　　　　　

         　　　　　　（3）、生成我们自己的镜像
                   　　　　　　　　命令：docker build --no-cache -t core31v1.112 -f Dockerfile .
                    　　　　　　　　
                    　　　　　　　　最后结果截图，中间省略了一些处理过程：
                    　　　　　　　　

          　　　　　　（4）验证镜像是否成功，找找自己命名的镜像文件。
                   　　　　　　　　命令：Docker images
                   　　　　　　　　

   　　　　 4、生成3容器实例。

          　　　　　　（1）、第一个Net Core容器，每个容器实例就相当于一个服务实例。
                 　　　　　　　　命令：docker run -itd -p 8081:80 core31v1.112 –name serviceInstance1

                  　　　　　　　　

          　　　　　　（2）、第二个Net Core容器，每个容器实例就相当于一个服务实例。
                 　　　　　　　　命令：docker run -itd -p 8082:80 core31v1.112 –name serviceInstance2

　　　　　　　　　　　　　　                 

          　　　　　　（3）、第三个Net Core容器，每个容器实例就相当于一个服务实例。
                 　　　　　　　　命令：docker run -itd -p 8083:80 core31v1.112 –name serviceInstance3

                  　　　　　　　　
                 
    　　　　5、通过命令测试容器是否正常运行。
           　　　　　　命令：Docker ps -a
             　　　　　　

    　　　　6、通过浏览器访问来测试服务实例。
           　　　　　　容器启动正常，那我们就可以通过浏览器访问看看，我们先获取我们的地址。
            　　　　　　命令：ifconfig
              　　　　　　
            　　　　　　服务实例1，我们访问：http://192.168.127.141:8081/api/users/all
            　　　　　　服务实例2，我们访问：http://192.168.127.141:8082/api/users/all
            　　　　　　服务实例3，我们访问：http://192.168.127.141:8083/api/users/all

             　　　　　　 端口：8081
             　　　　　　　　

              　　　　　　端口：8082
              　　　　　　　　

              　　　　　　端口：8083
              　　　　　　　　

        　　　　7、通过浏览器访问Nginx网关地址。

             　　　　　　访问地址：http://192.168.127.141:8086/api/users/all

              　　　　　　

五、结束语
    　　　　好了，今天就写到这里了。这是2020年最后一篇文章，可以总结一下自己，也把要结束的东西结束一下，这个过程虽然很累，但是累并快乐着。正所谓，不积跬步，无以至千里，每天进步一点点，加油。2021年，我来了，继续努力，迎接新的未来。