摘要: 将容器应用部署到集群时，其服务地址，即IP和端口, 是由集群系统动态分配的。那么，当我们需要访问这个服务时，如何确定它的地址呢？这时，就需要服务发现(Service Discovery)了。本文将以Nginx的部署为例，介绍服务发现的原理与实践。
- 作者: KiwenLau
- 日期: 2016-09-04
一. 单机部署Nginx
Nginx作为网页服务器，功能与Apache一致。使用Docker, 可以快速部署Nginx。
1. 下载Nginx镜像
|
sudo docker pull nginx:1.10
|
2. 运行Nginx容器
|
sudo docker run -d
-p 8080:80
nginx:1.10
|
其中，-d选项表示Nginx容器在后台运行，-p选项表示主机的8080端口映射为容器的80端口。
3. 访问Nginx服务
使用浏览器服务Nginx
或者使用curl命令访问Nginx, 其返回结果为html文件。
|
curl 192.168.59.1:8080
|
Nginx的服务地址是192.168.59.1:8080，其中，192.168.59.1是运行Nginx容器的主机的IP，而8080是Nginx提供服务的端口。
可知，将容器应用部署到单个主机上时，服务的IP即为运行容器的主机IP，而服务的端口可以通过-p选项手动指定，这时服务地址相当于是静态分配的，因此不存在服务发现的问题。然而，当我们将容器应用部署到多个节点的集群时呢？
二. Mesos/Marathon集群中部署Nginx
首先，可以按照基于Docker搭建多节点Mesos/Marathon介绍的方法，快速搭建3个节点的Mesos/Marathon集群。部署Nginx时，可以不使用服务发现，也可以使用Marathon LB提供服务发现。通过对比两种方式，可以更好地理解服务发现。
1. 不使用服务发现
Nginx定义(nginx1.json):
|
{
"id": "nginx1",
"cpus": 0.2,
"mem": 20.0,
"instances": 1,
"healthChecks": [{
"path": "/"
}],
"container": {
"type": "DOCKER",
"docker": {
"image": "nginx:1.10",
"network": "BRIDGE",
"portMappings": [{ "containerPort": 80, "hostPort": 0, "protocol": "tcp" }]
}
}
}
|
其中，instances为1，表示仅部署单个Nginx容器; hostPort为0，表示Nginx容器绑定的主机端口由Marathon随机分配。
部署Nginx:
|
curl -Ss
-X POST
-H "Content-Type: application/json"
--data "@nginx1.json"
http://127.0.0.1:8080/v2/apps | python2.7 -mjson.tool
|
这时，Nginx容器可能运行node2(192.168.59.2)上，也可能运行在node3(192.168.59.3)上，因此Nginx服务的IP是无法事先确定的。而Nginx容器绑定的主机端口由Marathon随机分配，也不确定。
当然，服务端口可以通过hostPort指定，但是这样做并不合适，因为有可能会发生端口冲突。当集群中运行了非常多不同的服务时，静态分配端口是不现实的，也限制了集群的灵活性与扩展性。
在Slave节点上使用docker ps命令可以获取Nginx服务的IP与端口。
node2(192.168.59.2)
|
sudo docker ps | grep nginx
b863d407b880 nginx:1.10 "nginx -g 'daemon off" 15 minutes ago Up 15 minutes 443/tcp, 0.0.0.0:31575->80/tcp mesos-d34d0b5b-c3b1-4020-9bb2-bb8582252bf3-S0.d2de6d05-9751-4fbe-af10-d7e35e9e6c7b
|
node3(192.168.59.3)
|
sudo docker ps | grep nginx
|
可知Nginx服务的IP与端口分别为192.168.59.2和31575，即Nginx的服务地址为：http://192.168.59.2:31575
每次重新部署Nginx时，其IP和端口会发生变化，这就意味着每次都要手动去查询服务地址，这很不方便，且无法将部署任务自动化。在容器集群中，通常需要运行非常多不同的应用，这就意味着服务发现是容器集群系统的必备功能。
2. 使用Marathon LB提供服务发现
Marathon LB是Marathon的服务发现系统。Marathon LB通过使用Haproxy实现了代理服务器的功能。
通过使用Marathon LB可以配置服务的固定端口，而服务的IP就是运行Marathon LB的节点IP。Marathon LB会监听Marathon的调度事件，获取容器实际运行的IP与端口，然后更新Haproxy的配置文件。因此，当重新部署Nginx时，我们仍然可以通过固定的IP与端口访问该服务。
Nginx定义(nginx2.json):
|
{
"id": "nginx2",
"labels": {
"HAPROXY_GROUP": "external"
},
"cpus": 0.2,
"mem": 20.0,
"instances": 1,
"healthChecks": [{
"path": "/"
}],
"container": {
"type": "DOCKER",
"docker": {
"image": "nginx:1.10",
"network": "BRIDGE",
"portMappings": [{ "containerPort": 80, "hostPort": 0, "servicePort": 10000, "protocol": "tcp" }]
}
}
}
|
其中，nginx2.json只有HAPROXY_GROUP与servicePort两处修改。HAPROXY_GROUP为external，表示Nginx将使用分组为external的Marathon LB做服务发现。servicePort为10000，表示Nginx将使用Marathon LB节点的10000端口提供服务。
部署Nginx:
|
curl -Ss
-X POST
-H "Content-Type: application/json"
--data "@nginx2.json"
http://127.0.0.1:8080/v2/apps | python2.7 -mjson.tool
|
这时，Nginx服务的IP为运行Marathon LB的节点IP，即192.168.59.1，而Nginx服务的端口为servicePort指定的端口，即10000。因此，Nginx的服务地址为：http://192.168.59.1:10000。而Nginx容器的实际地址为http://192.168.59.2:31270，Marathon LB使用Haproxy作为代理服务器转发的服务请求。Marathon LB会监听Marathon的调度事件，获取容器实际运行的IP与端口，然后更新Haproxy的配置文件。下面即为Marathon LB自动生成的Haproxy配置文件:
|
frontend nginx2_10000
bind *:10000
mode http
use_backend nginx2_10000
backend nginx2_10000
balance roundrobin
mode http
option forwardfor
http-request set-header X-Forwarded-Port %[dst_port]
http-request add-header X-Forwarded-Proto https if { ssl_fc }
option httpchk GET /
timeout check 20s
server 192_168_59_2_31270 192.168.59.2:31270 check inter 60s fall 4
|
可知Haproxy中，niginx服务的前端(frontend)地址为: *:10000，而后端(backend)地址为: 192.168.59.2:31270。Haproxy负责将服务请求转发到Nginx容器。
当我们重新部署Nginx时，Nginx容器的IP和端口会发生变化，Marathon LB会更新Haproxy的配置文件，因此我们仍然可以通过http://192.168.59.1:10000访问服务。
因此，Marathon LB的任务就是发现服务的地址(IP和端口)，然后用户就不用每次手动查询了。bamboo与nixy实现了同样的功能。
三. 参考
版权声明: 转载时请注明作者KiwenLau以及本文地址： https://kiwenlau.com/2016/09/04/what-is-service-discovery/