基于Docker的Consul集群实现服务发现

服务发现

其实简单说,服务发现就是解耦服务与IP地址之间的硬绑定关系,

以典型的集群为例,对于集群来说,是有多个节点的,这些节点对应多个IP(或者同一个IP的不同端口号),集群中不同节点责任是不一样的。

比如说一个数据集群中,可以分为读节点或者写节点,写节点和读节点都是相对的,不是硬绑定的,某一个逻辑节点,随着故障转移及恢复,是可以变换身份的(写变读,读变写;主降从,从升主等等)

集群对外提供服务的时候,对于外界来说,集群中节点身份变换的时候需要对外透明,外界无需因为集群节点的身份变换而更改配置,这就需要一个解耦合的服务。

Consul,zookeeper等中间件,就是做这个透明转换的,也就是服务发现。这里简单测试consul作为服务发现的实现。

Consul是一种服务解耦解决方案(service mesh solution,纠结了好久不知道怎么翻译) 提供具有服务发现 配置和分段功能的全功能控制系统(control plane)

这些功能中的每一个都可以根据需要单独使用 也可以一起使用以构建完整的服务解耦

即便是用了谷歌翻译的情况下,这段翻译纠结了半天,不知道怎么翻译合适。

如下是按照自己对consul做服务发现的理解,简单整理的逻辑结构图,其原理还是比较容易理解的。

Consul is a service mesh solution providing a full featured control plane with service discovery, configuration, and segmentation functionality. Each of these features can be used individually as needed, or they can be used together to build a full service mesh. Consul requires a data plane and supports both a proxy and native integration model. Consul ships with a simple built-in proxy so that everything works out of the box, but also supports 3rd party proxy integrations such as Envoy.  https://www.consul.io/intro/index.html

它提供如下几个关键功能

服务发现

Consul的某些客户端可以提供一个服务 例如api或者mysql 其它客户端可以使用Consul去发现这个服务的提供者

使用DNS或者HTTP 应用可以很容易的找到他们所依赖的服务

健康检查

Consul客户端可以提供一些健康检查 这些健康检查可以关联到一个指定的服务 服务是否返回200 OK ), 也可以关联到本地节点 内存使用率是否在90 % 以下 )。

这些信息可以被一个操作员用来监控集群的健康状态 被服务发现组件路由时用来远离不健康的主机

键值存储 应用可以使用Consul提供的分层键值存储用于一些目的 包括动态配置 特征标记 协作 leader选举等等 通过一个简单的HTTP API可以很容易的使用这个组件

多数据中心 Consul对多数据中心有非常好的支持 这意味着Consul用户不必担心由于创建更多抽象层而产生的多个区域

Consul被设计为对DevOps群体和应用开发者友好 他非常适合现代的 可伸缩的基础设施

本文基于docker来实现consul的服务发现配置,方法consul agent是通过json注册的模式实现服务注册,

尽管Redis cluster有多IP方式驱动连接,这里仅仅为了测试“服务发现”的。

其实本来想测试MySQL单主模式的MGR,实现读写分离的服务发现,但是MySQL有点太重了,机器配置不够,所以做了Redis的集群来测试服务发现

consul服务端集群安装配置

作为服务发现的载体,consul是可以使用单节点运行的,作为解析服务的载体,是一个非常重要的角色,集群化具有更强的抗灾性,因此更多的时候是以多节点集群的方式运行解析服务的这个载体。

这里使用三个节点作为consul的集群服务端来运行,三个consul的服务节点IP分别是:172.18.0.11 ,172.18.0.12,172.18.0.13,需要固定IP

docker network create --subnet=172.18.0.11/16 mynetwork 

docker run -itd --name consul01 --net mynetwork --ip 172.18.0.11 -v /usr/local/docker_file/consul01/:/usr/local/ centos  

docker run -itd --name consul02 --net mynetwork --ip 172.18.0.12 -v /usr/local/docker_file/consul02/:/usr/local/ centos  

docker run -itd --name consul03 --net mynetwork --ip 172.18.0.13 -v /usr/local/docker_file/consul03/:/usr/local/ centos  

分别在每个容器中创建consul服务(unzip consul_1.6.2_linux_amd64.zip解压缩即可,非常简单)

三个容器节点的server.json节点配置文件如下,唯一的区别就是bind_addr指定为当前节点的IP 如下是172.18.0.11节点的配置,不同节点仅需修改bind_addr为对应机器(容器)的IP
/usr/local/server.json 
{
    "datacenter": "dc1",
    "data_dir": "/usr/local/",
    "log_level": "INFO",
    "server": true,
    "bootstrap_expect": 3,
    "bind_addr": "172.18.0.11",
    "client_addr": "0.0.0.0",
    "start_join": ["172.18.0.11","172.18.0.12","172.18.0.13"],
    "ui":true
}

依次登录三个容器中,以server模式启动consul服务

./consul agent -server -config-dir=/usr/local > /usr/local/consul.log &

由于配置文件中制定了集群的IP列表,因此无需显式加入集群(cluster join),正常情况下,启动三个节点后,会自动组成一个集群,并且自动选举出来一个leader。

consul 集群服务的状态

./consul members --http-addr 172.18.0.11:8500

./consul operator raft list-peers -http-addr=172.18.0.12:8500

consul客户端安装配置

容器客户端节点安装,6个节点IP分别是:172.18.0.21,172.18.0.22,172.18.0.23,172.18.0.24,172.18.0.25,172.18.0.26

docker run -itd --name redis01 --net mynetwork --ip 172.18.0.21 -v /usr/local/docker_file/redis01/:/usr/local/ centos 

docker run -itd --name redis02 --net mynetwork --ip 172.18.0.22 -v /usr/local/docker_file/redis02/:/usr/local/ centos 

docker run -itd --name redis03 --net mynetwork --ip 172.18.0.23 -v /usr/local/docker_file/redis03/:/usr/local/ centos 

docker run -itd --name redis04 --net mynetwork --ip 172.18.0.24 -v /usr/local/docker_file/redis04/:/usr/local/ centos 

docker run -itd --name redis05 --net mynetwork --ip 172.18.0.25 -v /usr/local/docker_file/redis05/:/usr/local/ centos 

docker run -itd --name redis06 --net mynetwork --ip 172.18.0.26 -v /usr/local/docker_file/redis06/:/usr/local/ centos

6个client节点的配置以及服务定义,服务探测脚本如下

如下是172.18.0.21节点的配置,不同节点仅需修改bind_addr为对应机器(容器)的IP
client.json
{
  "data_dir": "usr/local/consuldata",
  "enable_script_checks": true,
  "bind_addr": "172.18.0.21",
  "retry_join": ["172.18.0.11","172.18.0.12","172.18.0.13"],
  "retry_interval": "30s",
  "rejoin_after_leave": true,
  "start_join": ["172.18.0.11","172.18.0.12","172.18.0.13"]
}

分别启动三个client节点的consul服务,以client的模式运行,启动后,正常情况下会自动加入到consul的服务端集群中。

./consul agent -config-dir=/usr/local/consuldata > /usr/local/consuldata/consul.log &

./consul members --http-addr 172.18.0.11:8500

consul客户端代理服务注册

6个容器节点依次安装redis,做成一个集群(步骤略),这里的consul客户端代理的是一个3中3从的Redis集群,这里不列出来Redis集群的安装。

Redis集群安装参考 https://www.cnblogs.com/wy123/p/12012848.html ,还是非常方便的,在本地(容器节点)一键创建6个节点3主3从的集群。

其中主节点是172.18.0.21,172.18.0.22,172.18.0.23,从节点是172.18.0.24,172.18.0.25,172.18.0.26

这里是使用 w-master-redis-8888.service.consul名字作为三个redis集群节点的服务代理。

172.18.0.21节点上的redis-master-8888.json(172.18.0.22,172.18.0.23,172.18.0.24,172.18.0.25,172.18.0.26 类同,仅需修改address)

{
  "services": 
  [
    {
      "name": "w-master-redis-8888",
      "tags": [
        "master"
      ],
      "address": "172.18.0.21",
      "port": 8888,
      "checks": [
        {
         "args":["sh","-c","/usr/local/consuldata/check_redis_master.sh 172.18.0.21 8888 ******"],
         "Shell":"/bin/bash",
         "interval": "15s"
        }
      ]
    }
  ]
}

redis-slave-8888.json 

{
  "services": 
  [
    {
      "name": "r-slave-redis-8888",
      "tags": [
        "master"
      ],
      "address": "172.18.0.21",
      "port": 8888,
      "checks": [
        {
         "args":["sh","-c","/usr/local/consuldata/check_redis_slave.sh 172.18.0.21 8888 ******"],
         "Shell":"/bin/bash",
         "interval": "15s"
        }
      ]
    }
  ]
}

Consul client节点的Redis主节点(写节点)服务检查脚本check_redis_master.sh
以下脚本来源于 https://www.cnblogs.com/gomysql/p/8010552.html ,做了简单的修改,在节点的身份判断逻辑上需要加强。

#!/bin/bash
host=$1
myport=$2
auth=$3
if [ ! -n "$auth" ]
then
auth='\"\"'
fi
comm="/usr/local/redis_instance/redis8888/bin/redis-cli -h $host -p $myport -a $auth " 
role=`echo 'INFO Replication'|$comm |grep -Ec 'role:master'`
echo 'INFO Replication'|$comm
if [ $role -ne 1 ]
then
    exit 2
fi

Consul client节点的Redis从节点服务检查脚本check_redis_slave.sh

#!/bin/bash
host=$1
myport=$2
auth=$3
if [ ! -n "$auth" ]
then
auth='\"\"'
fi
comm="/usr/local/redis_instance/redis8888/bin/redis-cli -h $host -p $myport -a $auth "
role=`echo 'INFO Replication'|$comm |grep -Ec 'role:slave'`
echo $role
echo 'INFO Replication'|$comm


if [ $role -ne 1 ]
then
    exit 2
fi

Consul服务发现

redis集群配置成功后,重新加载代理服务,consul reload,一切正常的话,consul服务端就可以解析配置的服务了。
如下注册了两个服务,分别是r-slave-redis-8888,w-master-redis-8888,分别代表Redis集群的读写节点。

可以看到,成功地解析了 w-master-redis-8888.service.consul这个服务,映射到172.18.0.21,172.18.0.22,172.18.0.23三个节点。

需要注意的是,这三个节点都是写节点,这里仅仅是为了实现服务发现(尽管redis 有多IP的驱动支持)

r-slave-redis-8888.service.consul服务的解析,指向了三个从节点,172.18.0.24,172.18.0.25,172.18.0.26

故障转移之后的服务发现:模拟主节点故障,对172.18.0.21节点手动故障转移,现在172.18.0.21与172.18.0.24角色交换

Redis集群故障转以后的服务发现解析结果 对于w-master-redis-8888.service.consul这个服务,成功解析到172.18.0.24,172.18.0.22,172.18.0.23三个主节点

Redis集群故障转以后的服务发现解析结果 对于w-master-redis-8888.service.consul这个服务,成功解析到172.18.0.24,172.18.0.22,172.18.0.23三个主节点

遇到的问题:

1,cosnul服务端集群的时候,clustercenter一开始自定义了一个名称myconsule_datacenter,导致client节点死活加不进来,按照默认的dc1就没有问题

目前还不理解这个datacenter的命名规则是什么?

2,容器节点中的shell脚本要授予可执行权限chmod +x check_XXX.sh

3,其他异常问题,一定要看日志,搜索一下基本上都有结果。

以下纯粹是Redis集群的问题,与Consul没有直接关系,仅作为本测试中遇到的问题。

4,容器节点的Redis集群时,需要移除bind_ip的127.0.0.1节点,直接配置docker创建容器时候的IP,创建集群的时候会一致等待,waiting for the cluster to join

这一点redis-cli --cluster做的很扯淡,明明找不到节点,还要死等,不人为终止的话,他会一直waiting

5,Redis集群时候,因为主从都是相对的,需要相互识别对方,主从节点都要指定“masterauth”和“requirepass”,且密码一致,否则故障转移不成功,且不提示

6,遇到一个灵异的问题(之前单机多实例的时候也遇到过),在启动容器上的Redis服务的时候,如果使用绝对路径启动,在创建集群的时候会出现从节点无法添加到集群中去的情况,以相对路径方式重启之后就没有这个问题

总的来说consul这个中间件使用起来还算是比较简单,配置也很清爽,不像某些中间件令人作呕的配置结构(mycat???)

这里没有配置多数据中心模式,仅配置了单数据中心模式,作为一款服务发现的中间件,是完全没有问题的,尤其是作为MySQL集群不支持多IP连接驱动的数据库连接。

参考:

https://www.cnblogs.com/duanxz/p/10564502.html

https://www.cnblogs.com/gomysql/p/8010552.html

https://segmentfault.com/a/1190000016677665

https://blog.csdn.net/liuzhuchen/article/details/81913562

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