谁说docker-compose不能水平扩展容器、服务多实例?

虽说我已经从docker-compose走上了docker swarm的邪门歪道,目前被迫走在k8s这条康庄大道, 但是我还是喜欢docker-compose简洁有效的部署方式。

曾其何时

docker-compose非常适合开发、测试、快速验证原型,这个小工具让单机部署容器变得简洁、高效。正如我在《 docker-compose,docker-stack前世今生 》里讲,所有人都认为docker-compose是单机部署多容器的瑞士军刀,没有docker stack由 deploy配置节 体现的生产特性(多实例、滚动部署、故障重启、负载均衡)。

最近我发现我错了:docker-compose还是具备服务多实例的能力的。

在docker-compose -h中发现了一个scale参数,这是个啥?

docker-compose还能水平扩展,实现多容器?

docker-compose定义的容器映射的主机端口不会冲突吗?

号主精心分析,才找到一个完备的理论来支持 scale 参数的合理性。在此文中,我们将演示一个示例,说明如何使用Docker Compose运行服务的多实例

version: "3"
services:
  webapp:
    image: "luksa/kubia"
    depends_on:
      - db
    ports:
      - "8080:8080"    # 主机Port: 容器暴露Port

在此文件中,我们定义了一个webapp服务( nodejs程序在8080端口监听

为webapp容器定义了端口映射:从容器8080端口映射到主机的8080端口,这样我们可以在主机上使用http://localhost:8080URL访问服务器。

Docker Compose --scale flag

当我们运行docker-compose up -h命令时, 其中 --scale 选项显示为服务指定多实例

--scale SERVICE=NUM        Scale SERVICE to NUM instances. Overrides the
                               `scale` setting in the Compose file if present.

很显然,使用目前的DockerCompose配置运行docker-compose up --scale webapp=3

将导致 failed: port is already allocated错误

问题在于,我们试图运行webapp服务的三个实例,并将它们全部映射到主机同一端口,而 「主机的8080端口只能绑定给一个容器」

解决错误的一种方法是将Docker Compose文件中的端口映射更改为- "8080", 这会将容器的端口8080暴露给主机上的临时未分配端口。

这个操作延伸出另一个问题:在启动容器之前,我们将不知道用于访问服务的端口。

要列出端口映射,请在运行docker-compose up --scale webapp=3之后运行docker-compose ps来查看容器:

Name          Command     State            Ports
-------------------------------------------------------------
test_webapp_1   node app.js   Up      0.0.0.0:32828->8080/tcp
test_webapp_2   node app.js   Up      0.0.0.0:32830->8080/tcp
test_webapp_3   node app.js   Up      0.0.0.0:32829->8080/tcp

添加负载均衡器

为了能够在不知道特定容器的端口的情况下访问webapp服务,并使用负载均衡机制将请求分发到容器,我们需要在容器堆栈中添加负载均衡器。

在此示例中,将使用nginx作为负载均衡器:来完成对外接收、对内转发。 在与docker-compose.yml文件相同的目录中创建以下nginx.conf文件,代理&转发请求

user  nginx;
events {
    worker_connections   1000;
}
http {
        server {
              listen 80;
              location / {
                proxy_pass http://webapp:8080;
              }
        }
}

这将配置nginx将请求从主机端口80转发到 http://webapp:8080。然后将由 Docker’s embedded DNS 解决寻址:该DNS服务器使用轮询实现来根据服务名称解析DNS请求,并将其分发给Docker容器。

由于nginx服务负责对外接收请求、对内转发,因此webapp服务可不直接对外暴露。实际上我们可以从Docker Compose文件中删除webapp端口映射配置,而仅将端口8080通知给链接的nginx服务。

version: "3"
services:
  webapp:
    image: "luksa/kubia"
  nginx:
    image: nginx:latest
    volumes:
      - type: bind
        source: /home/root/test/nginx.conf
        target: /etc/nginx/nginx.conf
    depends_on:
      - webapp
    ports:
      - "80:80"

通过此配置,我们现在可以利用Docker Compose工具的scale水平扩展、实现服务多实例。docker-compose up  -d --scale  webapp=3

CONTAINER ID        IMAGE                          COMMAND                  CREATED             STATUS                 PORTS                     NAMES
05b024964274        luksa/kubia                    "node app.js"            15 minutes ago      Up 15 minutes                                    test_webapp_1
2fb56a22810a        luksa/kubia                    "node app.js"            15 minutes ago      Up 15 minutes                                    test_webapp_3
84041c727b6e        luksa/kubia                    "node app.js"            15 minutes ago      Up 15 minutes                                    test_webapp_2
3882beae8b56        nginx:latest                   "nginx -g 'daemon of…"   15 minutes ago      Up 15 minutes          0.0.0.0:80->80/tcp      test_nginx_1

总结输出

  • docker-compose利用Docker引擎内嵌DNS,提炼出水平扩展容器、服务多实例的能力 (用一个代理就能应用这个能力)

  • Docker引擎内嵌DNS也是docker-compose利用服务名发现其他容器的关键

在需要测试具备水平扩展能力的web服务时,docker-compose up -d --scale 提供了一种快速、简便的途径。

以后谁再说docker-compose没有水平扩展容器、服务多实例的时候,就把这篇文章丢给他。

  • https://pspdfkit.com/blog/2018/how-to-use-docker-compose-to-run-multiple-instances-of-a-service-in-development/#

  • https://docs.docker.com/engine/userguide/networking/configure-dns/

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