服务编排

应用编排

单机环境下：shell/python脚本
多机/集群环境下：ansible、saltstack、pubbet

docker容器编排

单机：docker-compose
多机/集群：docker swarm，mesos+ marathon，kubernetes

Docker-Compose简介

我们知道使用一个Dockerfile模板文件可以定义一个单独的应用容器，如果需要定义多个容器就需要服务编排。服务编排有很多种技术方案，今天给大家介绍Docker 官方产品Docker Compose。

Dockerfile可以让用户管理一个单独的应用容器；而Compose则允许用户在一个模板(YAML格式) 中定义一组相关联的应用容器( 被称为一个project，即项目)，例如一个Web服务容器再加上后端的数据库服务容器等。

Docker-compose概述

Docker-Compose项目是Docker官方的开源项目，负责实现对Docker容器集群的快速编排。

Docker-Compose将所管理的容器分为三层，分别是工程（project），服务（service）以及容器（container）。Docker-Compose运行目录下的所有文件(docker-compose.yml，extends文件或环境变量文件等)组成一个工程，若无特殊指定工程名即为当前目录名。一个工程当中可包含多个服务，每个服务中定义了容器运行的镜像、参数、依赖。一个服务当中可包括多个容器实例，Docker-Compose并没有解决负载均衡的问题，因此需要借助其它工具实现服务发现及负载均衡，比如Consul。

Docker-Compose的工程配置文件默认为docker-compose. yml，可通过环境变量COMPOSE_FILE 或 -f 参数自定义配置文件，其定义了多个有依赖关系的服务及每个服务运行的容器。

使用一个Dockerfile模板文件，可以让用户很方便的定义一个单独的应用容器。在工作中，经常会碰到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个Web项目，除了Web服务容器本身，往往还需要再加上后端的数据库服务容器，甚至还包括负载均衡容器等。

Compose允许用户通过一个单独的docker-compose. yml模板文件（YAML格式）来定义一组相关联的应用容器为一个项目 (project) 。

Docker-Compose项目由Python编写，调用Docker服务提供的API来对容器进行管理。因此，只要所操作的平台支持Docker API，就可以在其上利用Compose来进行编排管理。

compose 部署

Docker Compose 环境安装

Docker Compose是 Docker 的独立产品，因此需要安装 Docker 之后再单独安装Docker Compose。

方法一：下载

 curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.21.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
 #安装，给予执行权限
 chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
 #查看版本
 docker-compose --version

方法二：也可以提前下载好安装包，之后上传到系统中。

 cd /opt/
 ls
 chmod +x docker-compose
 mv docker-compose /usr/local/bin/
 docker-compose --version

YAML文件格式及编写注意事项

YAML是一种标记语言，它可以很直观的展示数据序列化格式，可读性高。类似于 json 数据描述语言，语法比 json简单的很多。

YAML数据结构通过缩进来表示
连续的项目通过减号来表示
键值对用冒号分隔
数组用中括号 [ ] 括起来
hash 用花括号 { } 括起来

例：

 #一个键如果有多个值。符号可以不缩进，但值要缩进。
 name:
 - zhangsan
 - lisi
 - wangwu

 name:
  - zhangsan
  - lisi
  - wangwu
  
 name: ["zhangsan", "lisi", "wangwu"]

使用YAML时需要注意下面事项

大小写敏感
通过缩进表示层级关系
不支持制表符tab键缩进T只能使用空格缩进
缩进的空格数目不重要，只要相同层级左对齐，通常开头缩进2个空格
用 # 号注释
符号字符后缩进1个空格，如"冒号 : "、 "逗号，"、"横杠 - "
如果包含特殊字符用单引号(' ')引起来会作为普通字符串处理，双引号(" ")：特殊字符作为本身想表示的意思。

引号例：

 #双引号示例：
 name: "hello\nworld"
 最后name值是两行内容
 name: hello
       world

 #单引号示例：
 name: 'hello\nworld'，只会作为普通字符 name: hello\nworld

数据结构

对象：键值对的字典

 animal: pets

数组：一组按次序排列的列表

 - cat
 - dog
 - goldfish

布尔值

 debug: "true"
 debug: "false"

文本块

#注意“|”与文本之间须另起一行
#使用|标注的文本内容缩进表示的块，可以保留块中已有的回车行
value: |
  hello
  world!
#输出结果：hello 换行 world!

#+表示保留文字块末尾的换行
#-表示删除字符串末尾的换行
value: |
hello
value: |-
hello
value: |+
hello
#输出结果：hello\n hello hello\n\n

#注意“>”与文本之间的空格
#使用>标注的文本内容缩进表示的块，将块中回车替换为空格最终连接成一行
value: > hello
world!
#输出结果：hello 空格 world!

Yaml示例

 languages:      #序列的映射
   - Java
   - Golang
   - Python
 websites:       #映射的映射（键的值，仍然是键值对）
   Baidu: www.baidu.com
   Wangyi: www.163.com
   Souhu: www.souhu.com

 #或者 
 languages: ["Java","Golong","Python"]
 websites: 
   Baidu: 
     www.baidu.com
   Wangyi: 
     www.163.com
   Souhu: 
     www.souhu.com

Json格式

 {
   languages: [
     'Java',
     'Golong',
     'Python',
   ],
   websites: [
     Baidu: 'www.baidu.com',
     Wangyi: 'www.163.com',
     Souhu: 'www.souhu.com',
   ]
 }

Docker Compose 配置常用字段

字段	描述
build	使用Dockerfile构建镜像。指定Dockerfile 文件名，要指定Dockerfile文件需要在bui ld标签的子级标签中使用dockerfile标签指定
dockerfile	构建镜像上下文路径（指定Dockerfile文件）
context	可以是dockerfile 的路径，或者是指向git 仓库的url地址
image	指定镜像
command	执行命令，覆盖容器启动后默认执行的命令（类似于 docker run）
container_name	指定容器名称，由于容器名称是唯一的，如果指定自定义名称，则无法scale指定容器数量（同一个镜像指定多个容器数量）
deploy	指定部署和运行服务相关的配置，只能在Swarm模式使用
environment	添加环境变量
networks	加入网络，引用顶级networks下条目
networks_mode	设置容器的网络模式，如 host，bridge
ports	暴露容器端口，与-p相同，但端口不能低于60
volumes	挂载一个宿主机目录或命令卷到容器中，命令卷要在顶级volumes定义卷名称
volumes_from	从另一个服务或容器挂载卷，可选参数:ro 和:rw。仅版本'2' 支持
hostname	容器主机名
sysctls	在容器内设置内核参数
links	连接到另外一个容器，- 服务名称[:服务别名] （类似于容器互联）
privileged	用来给容器root权限，注意是不安全的，只有两个值：true或false
restart	设置重启策略，never，always, no-failure， unless-stopped
	never，默认策略，在容器退出时不重启容器。
	on-failure，在容器非正常退出时(退出状态非0)，才会重启容器。
	on-failure:3，在容器非正常退出时重启容器，最多重启3次。
	always，在容器退出时总是重启容器。
	unless-stopped，在容器退出时总是重启容器，但是不考虑在Docker守护进程启动时就已经停止了的容器。
depends_on	在使用Compose时，最大的好处就是少打启动命令，但一般项目容器启动的顺序是有要求的，如果直接从上到下启动容器，可能会因为容器依赖问题而启动失败。例如在没启动数据库容器的时候启动应用容器，应用容器会因为找不到数据库而退出。depends_on标签用于解决容器的依赖、启动先后的问题。

depends_on 指定依赖关系和启动顺序

 php:
   depends_on:
     - apache
     - mysql

使用镜像

如果想使用已存在的镜像，使用image。
如果想使用自己构建的镜像，使用build、dockerfile、context。

引用网络

在顶级层设置两个网络模式，在服务中引用不同的网络，可以实现网络的隔离，和网络的兼容。（可以理解为vlan）

 networks:
   lnmp
   lamp
   
 service:
   nginx:
     networks:lnmp
     
   apache:
     networks:lamp
     
   mysql:
     networks:
       lnmp
       lamp
       
   php:
     networks:
       lnmp
       lamp

命令卷

在 version 3，可以在顶级层中定义一个命令卷（例如：db-data），db-data 作为一个中间件，实际并不存在，只是为了做数据同步。（可以理解为vlan）

 version: "3"

 services:

   nginx:
     volumes:
     - db_data:/var/lib/db
     
   mysql:
     volumes:
     - db_data:/var/lib/backup/data

 volumes:       #在顶级层定义一个命令卷
   db_data:

Docker Compose 常用命令

命令	描述
build	重新构建服务
ps	列出容器
up	创建和启动容器
exec	在容器里面执行命令
scale	指定一个服务容器启动数量
top	显示容器进程
logs	查看容器输出
down	删除容器、网络、数据卷和镜像
stop/start/restart	停止/启动/重启服务

Docker-compose 搭建lnmp

Docker Compose 文件结构

yum -y install tree

tree /opt/compose_lnmp/ -L 2

 /opt/compose_lnmp/
 ├── docker-compose.yml
 ├── mysql                            #创建模板脚本
 │   ├── Dockerfile                   #创建容器脚本
 │   ├── my.cnf                       #复制配置文件
 │   └── mysql-boost-5.7.20.tar.gz    #复制源码包
 ├── nginx
 │   ├── Dockerfile
 │   └── nginx-1.12.0.tar.gz
 ├── php
 │   ├── Dockerfile
 │   └── php-7.1.10.tar.bz2
 └── wwwroot
     ├── index.html                   #站点网页
     ├── wordpress                          
     └── wordpress-4.9.4-zh_CN.tar.gz

准备依赖文件，配置nginx

 #创建项目目录 compose_lnmp; 
 #创建服务子目录
mkdir /opt/compose_lnmp/
cd /opt/compose_lnmp
compose_lnmp]# mkdir nginx mysql php wwwroot

 #上传wordpress软件包，准备测试页面
cd /opt/compose_nginx/wwwroot/
tar xf wordpress-4.9.4-zh_CN.tar.gz  
echo "<h1>this is test web</h1>" > /opt/compose_lnmp/wwwroot/index.html

 #上传nginx软件包
cd nginx/

 #编写nginx的Dockerfile文件
vim Dockerfile

 #基于基础镜像
 FROM centos:7
 #用户信息
 MAINTAINER this is nginx image <jj>
 #添加环境包
 RUN yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
 RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 #上传nginx软件压缩包，并解压
 ADD nginx-1.12.0.tar.gz /usr/local/src/
 #指定工作目录
 WORKDIR /usr/local/src/nginx-1.12.0
 RUN ./configure \
 --prefix=/usr/local/nginx \
 --user=nginx \
 --group=nginx \
 --with-http_stub_status_module && make -j8&& make install
 ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH
 #修改nginx配置文件
 RUN sed -i 's/#charset koi8-r;/charset utf-8;/' /usr/local/nginx/conf/nginx.conf \
 && sed -i '45 s/index  index.html index.htm;/index  index.html index.php;/' /usr/local/nginx/conf/nginx.conf \
 && sed -i '65,71 s/#//' /usr/local/nginx/conf/nginx.conf \
 && sed -i 's/fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;/fastcgi_pass   172.18.0.30:9000;/' /usr/local/nginx/conf/nginx.conf \
 && sed -i 's#/scripts#/usr/local/nginx/html#' /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
 #也可以提前将修改好nginx.conf，放入nginx目录下，之后使用ADD指令复制到镜像中。则可避免在镜像中修改。
 #暴露端口
 EXPOSE 80
 EXPOSE 443
 #前台启动nginx
 ENTRYPOINT [ "/usr/local/nginx/sbin/nginx", "-g", "daemon off;" ]

配置mysql

 #进入mysql子目录
cd /opt/compose_lnmp/mysql/
 #将mysql包上传到此目录

 #编写mysql的Dockerfile文件
vim Dockerfile

 FROM centos:7
 MAINTAINER this is mysql image <jj>
 RUN yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake make
 RUN useradd -M -s /sbin/nologin  mysql
 ADD mysql-boost-5.7.20.tar.gz /usr/local/src/
 WORKDIR /usr/local/src/mysql-5.7.20/
 RUN cmake \
 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
 -DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \
 -DSYSCONFDIR=/etc \
 -DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \
 -DDEFAULT_CHARSET=utf8  \
 -DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
 -DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \
 -DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \
 -DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \
 -DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \
 -DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \
 -DWITH_BOOST=boost \
 -DWITH_SYSTEMD=1 && make -j8 && make install
 RUN chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
 ADD my.cnf /etc/
 RUN chown mysql:mysql /etc/my.cnf
 ENV PATH /usr/local/mysql/bin:/usr/local/mysql/lib:$PATH
 WORKDIR /usr/local/mysql/
 RUN bin/mysqld \
 --initialize-insecure \
 --user=mysql \
 --basedir=/usr/local/mysql \
 --datadir=/usr/local/mysql/data
 RUN cp /usr/local/mysql/usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/
 EXPOSE 3306
 CMD /usr/local/mysql/bin/mysqld

mysql主配置文件my.cnf

 #配置myslq主配置文件my.cnf（用来复制到容器）
 [root@yuji mysql]# vim my.cnf 
 [client]
 port = 3306
 socket = /usr/local/mysql/mysql.sock

 [mysql]
 port = 3306
 socket = /usr/local/mysql/mysql.sock

 [mysqld]
 user = mysql
 basedir = /usr/local/mysql
 datadir = /usr/local/mysql/data
 port = 3306
 character_set_server=utf8
 pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid
 socket = /usr/local/mysql/mysql.sock
 server-id = 1

 sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES

配置php

cd /opt/compose_lnmp/php/
 #将php包上传

 #编写php的Dockerfile
 vim Dockerfile
 
 FROM centos:7
 MAINTAINER this is php image <jj>
 RUN yum -y install gd \
 libjpeg libjpeg-devel \
 libpng libpng-devel \
 freetype freetype-devel \
 libxml2 libxml2-devel \
 zlib zlib-devel \
 curl curl-devel \
 openssl openssl-devel \
 gcc gcc-c++ make pcre-devel
 RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 ADD php-7.1.10.tar.bz2 /usr/local/src/
 WORKDIR /usr/local/src/php-7.1.10
 RUN ./configure \
 --prefix=/usr/local/php \
 --with-mysql-sock=/usr/local/mysql/mysql.sock \
 --with-mysqli \
 --with-zlib \
 --with-curl \
 --with-gd \
 --with-jpeg-dir \
 --with-png-dir \
 --with-freetype-dir \
 --with-openssl \
 --enable-fpm \
 --enable-mbstring \
 --enable-xml \
 --enable-session \
 --enable-ftp \
 --enable-pdo \
 --enable-tokenizer \
 --enable-zip && make && make install
 ENV PATH /usr/local/php/bin:/usr/local/php/sbin:$PATH

 RUN \cp /usr/local/src/php-7.1.10/php.ini-development /usr/local/php/lib/php.ini \
 && sed -i 's#mysqli.default_socket =#mysqli.default_socket = /usr/local/mysql/mysql.sock#' /usr/local/php/lib/php.ini \
 && sed -i '939 s#;date.timezone =#date.timezone = Asia/Shanghai#' /usr/local/php/lib/php.ini

 RUN \cp /usr/local/php/etc/php-fpm.conf.default  /usr/local/php/etc/php-fpm.conf \
 && sed -i '17 s/^;//' /usr/local/php/etc/php-fpm.conf

 RUN \cp /usr/local/php/etc/php-fpm.d/www.conf.default /usr/local/php/etc/php-fpm.d/www.conf \
 && sed -i 's#user = nobody#user = nginx#' /usr/local/php/etc/php-fpm.d/www.conf \
 && sed -i 's#group = nobody#group = nginx#' /usr/local/php/etc/php-fpm.d/www.conf \  && sed -i 's#listen = 127.0.0.1:9000#listen = 172.18.0.30:9000#' /usr/local/php/etc/php-fpm.d/www.conf

 #也可以提前准备好php.ini、php-fpm.conf、www.conf这三个文件，放入php目录下，之后使用ADD指令复制到镜像中

 EXPOSE 9000
 ENTRYPOINT [ "/usr/local/php/sbin/php-fpm", "-F" ]

编写docker-compose.yml

 #先拉取镜像centos:7
docker pull centos:7

vim /opt/compose_lnmp/docker-compose.yml
 #使用版本2（3版本不支持指令volumes_from)
 version: '2'

 #使用services定义服务
 services:
   #配置nginx服务
   nginx:
     #设置容器名
     container_name: nginx
     #设置主机名为nginx
     hostname: nginx
     #使用dockerfile创建镜像。Dockerfile文件在当前目录的nginx目录下，文件名为Dockerfile
     build:
       #指定Dockerfile文件所在位置
       context: ./nginx
       dockerfile: Dockerfile
     #映射端口
     ports:
       - 1315:80
       - 1316:443
     #加入到lnmp网络中，使用ip172.18.0.0.10
     networks:
       lnmp:
         ipv4_address: 172.18.0.10
     #将当前目录下的wwwroot目录挂载到容器的/usr/local/nginx/html目录
     volumes:
       - ./wwwroot/:/usr/local/nginx/html
   
   #配置服务mysql
   mysql:
     container_name: mysql
     hostname: mysql
     build:
       context: ./mysql
       dockerfile: Dockerfile
     ports:
       - 3306:3306
     networks:
       lnmp:
         ipv4_address: 172.18.0.20
     #设置/usr/local/mysql目录为数据卷
     volumes:
       - /usr/local/mysql
       
   #配置服务php    
   php:
     hostname: php
     build:
       context: ./php
       dockerfile: Dockerfile
     container_name: php
     ports:
       - 9000:9000
     networks:
       lnmp:
         ipv4_address: 172.18.0.30
     #从nginx容器和mysql容器获取数据卷    
     volumes_from:
       - nginx
       - mysql
     #php容器需要在nginx和mysql之后启动  
     depends_on:
       - nginx
       - mysql
     #php和容器nginx，容器mysql连接   
     links:
       - nginx
       - mysql
 
 #设置网络为自定义网络
 #配置网络模式和网络名      
 networks:
   #设置网络名lnmp
   lnmp:
     #网络模式为bridge桥接模式
     driver: bridge
     ipam:
       config:
         #使用的网段为172.18.0.0/16
         - subnet: 172.18.0.0/16

运行docker-compose

 #在工作目录使用此命令。
 #-f： --file-name, 指定模板文件。默认为docker-compose.yml
 #-p: --project-name NAME ，指定项目名称，默认使用目录名
 #-d： 在后台运行
 docker-compose -f docker-compose.yml up -d

 #在工作目录，使用 docker-compose ps 可以看到启动的容器状态
 docker-compose ps

进入mysql容器，进行用户授权

 #进入mysql容器，进行用户授权。
 docker exec -it mysql /bin/bash
 mysql
 
 mysql> create database wordpress;
 
 mysql> grant all privileges on wordpress.* to 'wordpress'@'%' identified by 'abc123';
 
 mysql> grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by 'abc123';
 
 mysql> flush privileges;

浏览器访问测试

 http://192.168.44.20:1315/wordpress/index.php   #在yaml文件中nginx端口映射为1315

 http://192.168.44.20:1315/    #直接访问，可以看见创建的测试网页

总结

docker-compose实现在单机上完成容器集群的编排管理，单机容器编排

Docker-Compose将所管理的容器分为三层，分别是工程，服务以及容器。

使用 docker-compose可以完成多个docker run的所有操作。

容器重启策略

never，默认策略，在容器退出时不重启容器。
on-failure，在容器非正常退出时(退出状态非0)，才会重启容器。
- on-failure:3，在容器非正常退出时重启容器，最多重启3次。
always，在容器退出时总是重启容器。
unless-stopped，在容器退出时总是重启容器，但是不考虑在Docker守护进程启动时就已经停止了的容器。