Docker网络及Docker Compose并编排微服务

Docker基础请参考上篇博文：总结 Docker学习（使用centos7-1804）

1. Docker 网络

Docker允许通过外部访问容器或容器互联的方式来提供网络服务。安装Docker时，会自动安装一块Docker网卡称为docker0，用于Docker各容器及宿主机的网络通信，网段为
172.0.0.1。

1. 1. Docker网络基本概念

Docker网络中有三个核心概念：沙盒（Sandbox）、网络（Network）、端点（Endpoint）。

沙盒，提供了容器的虚拟网络栈，也即端口套接字、IP路由表、防火墙等内容。隔离容器网络与宿主机网络，形成了完全独立的容器网络环境。
网络，可以理解为Docker内部的虚拟子网，网络内的参与者相互可见并能够进行通讯。Docker的虚拟网络和宿主机网络是存在隔离关系的，其目的主要是形成容器间的安全通讯环境。
端点，位于容器或网络隔离墙之上的洞，主要目的是形成一个可以控制的突破封闭的网络环境的出入口。当容器的端点与网络的端点形成配对后，就如同在这两者之间搭建了桥梁，便能够进行数据传输了。

1. 2. Docker的四种网络模式

Docker服务在启动的时候会创建三种网络，bridge、host和none，还有一种共享容器的模式container。

Bridge 桥接模式，主要用来对外通信的，docker容器默认的网络使用的就是bridge。使用bridge模式配置容器自定的网络配置

# 配置容器的主机名 
docker run --name t1 --network bridge -h [自定义主机名] -it --rm busybox 
# 自定义DNS 
docker run --name t1 --network bridge --dns 8.8.8.8 -it --rm busybox 
# 给host文件添加一条 
docker run --name t1 --network bridge --add-host [hostname]:[ip] -it --rm busybox

Host host类型的网络就是主机网络的意思，绑定到这种网络上面的容器，内部使用的端口直接绑定在主机上对应的端口，而如果容器服务没有使用端口，则无影响。
None 从某种意义上来说，none应该算不上网络了，因为它不使用任何网络，会形成一个封闭网络的容器。
Container 共享另外一个容器的network namespace，和host模式差不多，只是这里不是使用宿主机网络，而是使用的容器网络。

1. 3. 开放端口

Docker0为NAT桥，所以容器一般获得的是私有网络地址.给docker run命令使用-p选项即可实现端口映射，无需手动添加规则，-p 选项的使用：

-p <containerPort>
将指定的容器端口映射到主机所有地址的一个动态端口
-p <hostPort>:<containerPort>
将容器端口 <containerPort> 映射到指定的主机端口 <hostPort> -p <ip>::<containerPort>
将指定的容器端口 <containerPort> 映射到主机指定 <ip> 的动态端口
-p <ip>:<hostPort>:<containerPort>
将指定的容器端口 <containerPort> 映射至主机指定 <ip> 的端口 <hostPort>
动态端口指随机端口，可以使用docker port命令查看具体映射结果

-P 暴露所有端口（所有端口指构建镜像时EXPOSE的端口）。

1. 4. 自定义网桥

自定义docker0桥的网络属性信息：/etc/docker/daemon.json文件添加配置：

{
    "registry-mirrors":[
        "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"
    ],
    "bip":"192.168.1.5/24"
}

核心选项为bip，即bridge ip之意，用于指定docker0桥自身的IP地址；其它选项可通过此地址计算得出远程连接，创建自定义的桥：

docker network create -d bridge --subnet "172.26.0.0/16" --gateway "172.26.0.1" mybr0

2. Docker Compose

从之前博文我们了解到可以使用一个Dockerfile模板文件来快速构建一个自己的镜像并运行为应用容器。但是在平时工作的时候，我们会碰到多个容器要互相配合来使用的情况，比如数据库加上咱们Web应用等等。这种情况下，每次都要一个一个启动容器设置命令变得麻烦起来，所以Docker Compose诞生了。Docker Compose只是提供简单的编排功能，更复杂也更流行的Kubernets（K8S），K8S偏向运维，为了方便使用可以借用Rancher创建和管理K8S集群及服务编排工作。使用方式参考之前博文：Rancher2.x入门教程

2. 1 简介

Compose的作用是“定义和运行多个Docker容器的应用”。使用Compose，你可以在一个配置文件（yaml格式）中配置你应用的服务，然后使用一个命令，即可创建并启动配置中引用的所有服务。Compose中两个重要概念：

服务 (service)：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml文件中定义。

2. 2 安装

Compose支持三平台Windows、Mac、Linux，安装方式各有不同。我这里使用的是Linux系统，其他系统安装方法可以参考官方文档和开源GitHub链接：

Docker Compose官方文档链接：https://docs.docker.com/compose
Docker Compose GitHub链接：https://github.com/docker/compose

Linux上有两种安装方法，Compose项目是用Python写的，可以使用Python-pip安装（安装快但是版本低），也可以通过GitHub下载二进制文件进行安装（安装慢，可安装最新版）。

通过Python-pip安装

安装Python-pip

yum install -y epel-release yum install -y python-pip

安装docker-compose

pip install docker-compose

验证是否安装

docker-compose version

卸载

pip uninstall docker-compose

通过GitHub链接下载安装

安装需要root权限，普通用户可以命令前加sudo。

通过GitHub获取下载链接，以往版本地址：https://github.com/docker/compose/releases

curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

给二进制下载文件可执行的权限

chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

可能没有启动程序，设置软连接，比如:

ln -s /usr/local/bin/docker-compose /usr/bin/docker-compose

验证是否安装

docker-compose version

如果是二进制包方式安装的，删除二进制文件即可。

rm /usr/local/bin/docker-compose

2. 3 简单实例

Compose的使用非常简单，只需要编写一个docker-compose.yml，然后使用docker-compose 命令操作即可。docker-compose.yml描述了容器的配置，而docker-compose 命令描述了对容器的操作。我们使用一个微服务项目先来做一个简单的例子，首先创建一个compose的工作目录，然后创建一个eureka文件夹，里面放可执行jar包和编写一个Dockerfile文件，目录结构如下：

compose
 -eurekaDockerfile
   -eureka-server-1.0.0.RELEASE.jar

在compose目录创建模板文件docker-compose.yml文件并写入以下内容

version: '1'
services: 
  eureka: 
    build: ./eureka
    ports:
     - 3000:3000
    expose: 
     - 3000

2. 4 Docker Compose模板文件常用指令

image
指定镜像名称或者镜像id，如果该镜像在本地不存在，Compose会尝试pull下来。
示例：image: java:8
build
指定Dockerfile文件的路径。可以是一个路径，例如：build: ./dir
也可以是一个对象，用以指定Dockerfile和参数，例如：build: context: ./dir dockerfile: Dockerfile-alternate args: buildno: 1
command
覆盖容器启动后默认执行的命令。示例：command: bundle exec thin -p 3000
也可以是一个list，类似于Dockerfile总的CMD指令，格式如下：command: [bundle, exec, thin, -p, 3000]
links
链接到其他服务中的容器。可以指定服务名称和链接的别名使用SERVICE:ALIAS 的形式，或者只指定服务名称，示例：web: links: - db - db:database - redis
external_links
表示链接到docker-compose.yml外部的容器，甚至并非Compose管理的容器，特别是对于那些提供共享容器或共同服务。格式跟links类似，示例：external_links: - redis_1 - project_db_1:mysql - project_db_1:postgresql
ports
暴露端口信息。使用宿主端口:容器端口的格式，或者仅仅指定容器的端口（此时宿主机将会随机指定端口），类似于docker run -p ，示例：

ports:
 - "3000"
 - "3000-3005"
 - "8000:8000"
 - "9090-9091:8080-8081"
 - "49100:22"
 - "127.0.0.1:8001:8001"
 - "127.0.0.1:5000-5010:5000-5010"

expose
暴露端口，只将端口暴露给连接的服务，而不暴露给宿主机，示例：expose: - "3000" - "8000"
volumes
卷挂载路径设置。可以设置宿主机路径（HOST:CONTAINER）或加上访问模式（HOST:CONTAINER:ro）。示例：

volumes:
# Just specify a path and let the Engine create a volume
  - /var/lib/mysql
# Specify an absolute path mapping
  - /opt/data:/var/lib/mysql
# Path on the host, relative to the Compose file
 - ./cache:/tmp/cache
#User-relative path
 - ~/configs:/etc/configs/:ro
#Named volume
 - datavolume:/var/lib/mysql

volumes_from
从另一个服务或者容器挂载卷。可以指定只读或者可读写，如果访问模式没有指定，则默认是可读写。示例：

volumes_from:
  service_name
  service_name:ro
  container:container_name
  container:container_name:rw

environment
设置环境变量。可以使用数组或者字典两种方式。只有一个key的环境变量可以在运行Compose的机器上找到对应的值，这有助于加密的或者特殊主机的值。示例：

environment:
 RACK_ENV: development
 SHOW: 'true'
 SESSION_SECRET:
  environment: 
   - RACK_ENV=development 
   - SHOW=true
   - SESSION_SECRET

env_file
从文件中获取环境变量，可以为单独的文件路径或列表。如果通过 docker-compose -f FILE 指定了模板文件，则env_file 中路径会基于模板文件路径。如果有变量名称与 environment 指令冲突，则以envirment 为准。示例：

env_file:
 .env env_file:
  - ./common.env
  - ./apps/web.env
  - /opt/secrets.env

extends
继承另一个服务，基于已有的服务进行扩展。
net
设置网络模式。示例：

net:
 "bridge"
net: "host"
net: "none" 
net: "container:[service name or container name/id]"

dns
配置dns服务器。可以是一个值，也可以是一个列表。示例：

dns: 8.8.8.8 
dns: - 8.8.8.8 - 9.9.9.9

dns_search
配置DNS的搜索域，可以是一个值，也可以是一个列表，示例：

dns_search:
 example.com dns_search:
  - dc1.example.com
  - dc2.example.com

其它
docker-compose.yml 还有很多其他命令，可以参考docker-compose.yml文件官方文档：https://docs.docker.com/compose/compose-file/。

2. 5 使用Docker Compose编排SpringCloud微服务

使用docker-compose一次性来编排三个微服务:eureka服务(eureka-server.jar)、course服务(course-server.jar)、teacher服务(teacher-server.jar)。创建一个工作目录和docker-compose模板文件；工作目录下创建三个文件夹eureka、course、teacher，并分别构建好三个服务的镜像文件，以eureka的Dockerfile为例：

# 基础镜像 
FROM java:8 
# 作者 
MAINTAINER qqxhb
# 把可执行jar包复制到基础镜像的根目录下 
ADD eureka-server.jar /eureka-server.jar 
# 镜像要暴露的端口，如要使用端口，在执行docker run命令时使用-p生效 
EXPOSE 3000 
# 在镜像运行为容器后执行的命令 
ENTRYPOINT ["java","-jar","/eureka-server.jar"]

目录文件结构：

compose
 docker-compose.yml
 eureka
  Dockerfile 
  eureka-server.jar
 teacher
  Dockerfile 
  teacher-server.jar 
course
 Dockerfile 
 course-server.jar

编写docker-compose模板文件：

version: '1' 
services:
 eureka:
  image: eureka:v1
  ports: - 8080:8080 
 course:
  image: course:v1 
  ports: - 8081:8081
teacher:
 image: teacher:v1 
 ports: - 8082:8082

qqxhb

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