立足Docker運行MySQL：多主機網絡下Docker Swarm模式的容器管理

本文將以多主機網絡環境爲基礎，探討如何利用內置編排工具 Docker Swarm模式對各主機上的容器加以管理。

##Docker Engine – Swarm模式

在多臺主機之上運行MySQL容器擁有必定程度的複雜性，而具體水平則取決於您所選擇的集羣技術。

在嘗試利用容器加多主機網絡運行MySQL以前，咱們首先須要理解鏡像的起效原理、各資源的分配方式（包括磁盤、內存與CPU）、網絡（覆蓋網絡驅動因素，默認狀況下包括flannel與weave等）以及容錯機制（容器如何實現從新定位、故障轉移以及負載均衡等）。

這一切都會給數據庫的總體運行、正常運行時間以及性能表現形成影響。咱們建議你們使用編排工具保證Docker引擎集羣擁有更出色的可管理性與可擴展性。最新的Docker Engine（版本爲1.12，發佈於2016年7月14日）當中包含有Swarm模式，專門用於以原生方式管理名爲Swarm的Docker Engine集羣。

須要注意的是，Docker Engine Swarm模式與Docker Swarm是兩個不一樣的項目，兩者雖然工做原理相似，但卻擁有不一樣的安裝步驟。

下面咱們來看看着手進行以前，首先須要完成的準備工做：

必須首先打開如下端口：

• 2377 (TCP) – 集羣管理
• 7946 (TCP 與UDP) – 節點通訊
• 4789 (TCP與UDP) – 覆蓋網絡流量

節點類型分爲2種：

• 管理節點 - 管理節點負責執行維護Swarm必要狀態所必需的編排與集羣管理功能。管理節點會選擇單一主管理方執行編排任務。
• 工做節點 - 工做節點負責從管理節點處接收並執行各項任務。在默認狀況下，管理節點自己同時也做爲工做節點存在，但你們能夠經過配置保證其僅執行管理任務。

在本文中，咱們將立足於3臺Docker主機（docker一、docker2與docker3）在負載均衡Galera Cluster之上部署應用程序容器，同時將其接入一套覆蓋網絡。咱們將利用Docker Engine Swarm模式做爲編排工具。

##集羣構建

首先讓咱們將Docker節點歸入Swarm集羣當中。Swarm模式要求利用奇數臺管理節點（固然不止一臺）以維持容錯能力。所以，咱們在這裏須要讓三臺節點所有做爲管理節點。須要注意的是，在默認狀況下，管理節點同時亦做爲工做節點。

1. 首先在docker1上對Swarm模式進行初始化。完成以後，該節點將成爲管理節點及當前管理方： [root@docker1]$ docker swarm init --advertise-addr 192.168.55.111 Swarm initialized: current node (6r22rd71wi59ejaeh7gmq3rge) is now a manager. To add a worker to this swarm, run the following command: docker swarm join \ --token SWMTKN-1-16kit6dksvrqilgptjg5pvu0tvo5qfs8uczjq458lf9mul41hc-dzvgu0h3qngfgihz4fv0855bo \ 192.168.55.111:2377 To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

2. 咱們還須要將其它兩個節點添加爲管理節點。使用join命令將這兩臺節點註冊爲管理節點： [docker1]$ docker swarm join-token manager To add a manager to this swarm, run the following command: docker swarm join \ --token SWMTKN-1-16kit6dksvrqilgptjg5pvu0tvo5qfs8uczjq458lf9mul41hc-7fd1an5iucy4poa4g1bnav0pt \ 192.168.55.111:2377

3. 在docker2與docker3上，運行如下命令以進行節點註冊： $ docker swarm join \ --token SWMTKN-1-16kit6dksvrqilgptjg5pvu0tvo5qfs8uczjq458lf9mul41hc-7fd1an5iucy4poa4g1bnav0pt \ 192.168.55.111:2377

4. 驗證是否所有節點都已經正確添加： [docker1]$ docker node ls ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS 5w9kycb046p9aj6yk8l365esh docker3.local Ready Active Reachable 6r22rd71wi59ejaeh7gmq3rge * docker1.local Ready Active Leader awlh9cduvbdo58znra7uyuq1n docker2.local Ready Active Reachable 到這裏，咱們的docker1.local做爲主管理節點。

##覆蓋網絡

要讓不一樣主機之上的運行的容器彼此實現對接，唯一的方式就是使用覆蓋網絡。你們能夠將其視爲一套構建於另外一網絡（在本示例中爲物理主機網絡）之上的容器網絡。Docker Swarm模式提供一套默認覆蓋網絡，其負責配合libnetwork與libkv實現一套基於VxLAN的解決方案。固然，你們也能夠選擇Flannel、Calico或者Weave等其它覆蓋網絡驅動方案，但須要執行額外的安裝步驟。

在Docker Engine Swarm模式當中，你們能夠單純立足管理節點建立一套覆蓋網絡，並且其不須要etcd、consul或者Zookeeper等額外的鍵值存儲機制。

這套Swarm僅爲集羣內的各節點提供覆蓋網絡。當你們建立一項須要用到覆蓋網絡的服務時，管理節點會自動將覆蓋網絡延伸至運行該服務任務的節點處。

下面讓咱們爲各容器建立一套覆蓋網絡。在這裏，咱們須要將Percona XtraDB集羣與應用程序容器分別部署在各Docker主機之上，用以實現容錯性。這些容器必須運行在同一覆蓋網絡當中，從而確保其可以彼此通訊。

這裏咱們將網絡命名爲「mynet」。你們只能在管理節點上完成這一建立工做： [docker1]$ docker network create --driver overlay mynet

下面來看咱們的現有網絡： [docker1]$ docker network ls NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 213ec94de6c9 bridge bridge local bac2a639e835 docker_gwbridge bridge local 5b3ba00f72c7 host host local 03wvlqw41e9g ingress overlay swarm 9iy6k0gqs35b mynet overlay swarm 12835e9e75b9 none null local 如今Swarm當中擁有2套覆蓋網絡。其中「mynet」網絡正是咱們在部署容器時所建立的成果。而ingress覆蓋網絡則爲默認提供。Swarm管理節點會利用ingress負載均衡以將服務公佈至集羣以外。

##利用服務與任務實現部署

接下來咱們將經過服務與任務進行Galera集羣容器部署。當你們建立一項服務時，須要指定使用哪套容器鏡像並在容器內執行哪些命令。服務類型共分爲兩種：

• 複製服務——將一系列複製任務分發至各節點當中，具體取決於您所須要的設置狀態，例如「——replicas 3」。
• 全局服務——適用於集羣內所有可用節點上的服務任務，例如「——mode global」。若是你們在Swarm集羣中設有7臺Docker節點，則所有節點之上都將存在對應容器。

Docker Swarm模式在管理持久數據存儲方面功能有限。當一臺節點發生故障時，管理節點會繞過各相關容器並建立新容器，用於繼續保持原有運行狀態。因爲容器在下線後會被丟棄，所以咱們會失去其中的所有數據分卷。幸運的是，Galera集羣容許各MySQL容器以自動方式在加入時利用狀態/數據接受配置。

##部署鍵-值存儲

咱們在這裏使用的docker鏡像爲Percona-Lab。這套鏡像要求各MySQL容器訪問一套鍵-值存儲（僅支持etcd）以實現集羣初始化與引導過程當中的IP地址發現。各容器將在etcd當中搜索其它IP地址，從而利用正確的wsrep_cluster_address完成MySQL啓動。不然，首套容器將使用gcomm://做爲引導地址。

1. 首先部署咱們的etcd服務。你們能夠點擊此處獲取咱們使用的etcd鏡像。其要求咱們根據所需部署的etcd節點數量使用一條發現URL。在這種狀況下，咱們須要設置單獨的etcd容器，其具體命令爲： [docker1]$ curl -w "\n" 'https://discovery.etcd.io/new?size=1' https://discovery.etcd.io/a293d6cc552a66e68f4b5e52ef163d68

2. 在此以後，使用生成的URL做爲「-discovery」值，同時爲etcd建立該服務： [docker1]$ docker service create \ --name etcd \ --replicas 1 \ --network mynet \ -p 2379:2379 \ -p 2380:2380 \ -p 4001:4001 \ -p 7001:7001 \ elcolio/etcd:latest \ -name etcd \ -discovery=https://discovery.etcd.io/a293d6cc552a66e68f4b5e52ef163d68 到這裏，Docker Swarm模式將編排其中一臺Docker主機上的容器部署工做。

3. 檢索etcd服務虛擬IP地址。咱們須要在下一步部署集羣時使用此IP地址： [docker1]$ docker service inspect etcd -f "{{ .Endpoint.VirtualIPs }}" [{03wvlqw41e9go8li34z2u1t4p 10.255.0.5/16} {9iy6k0gqs35bn541pr31mly59 10.0.0.2/24}] 到這裏，咱們的架構以下圖所示：

##部署數據庫集羣

1. 利用如下命令爲etcd指定虛擬IP地址，用於部署Galera（Percona XtraDB集羣）容器： [docker1]$ docker service create \ --name mysql-galera \ --replicas 3 \ -p 3306:3306 \ --network mynet \ --env MYSQL_ROOT_PASSWORD=mypassword \ --env DISCOVERY_SERVICE=10.0.0.2:2379 \ --env XTRABACKUP_PASSWORD=mypassword \ --env CLUSTER_NAME=galera \ perconalab/percona-xtradb-cluster:5.6
2. 整個部署流程須要耗費一段時間，包括將鏡像下載至對應的工做/管理節點。你們可使用如下命令驗證其部署狀態： [docker1]$ docker service ps mysql-galera ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR 8wbyzwr2x5buxrhslvrlp2uy7 mysql-galera.1 perconalab/percona-xtradb-cluster:5.6 docker1.local Running Running 3 minutes ago 0xhddwx5jzgw8fxrpj2lhcqeq mysql-galera.2 perconalab/percona-xtradb-cluster:5.6 docker3.local Running Running 2 minutes ago f2ma6enkb8xi26f9mo06oj2fh mysql-galera.3 perconalab/percona-xtradb-cluster:5.6 docker2.local Running Running 2 minutes ago
3. 能夠看到，mysql-galera服務目前已經開始運行。下面列出所有現有服務： [docker1]$ docker service ls ID NAME REPLICAS IMAGE COMMAND 1m9ygovv9zui mysql-galera 3/3 perconalab/percona-xtradb-cluster:5.6 au1w5qkez9d4 etcd 1/1 elcolio/etcd:latest -name etcd -discovery=https://discovery.etcd.io/a293d6cc552a66e68f4b5e52ef163d68
4. Swarm模式包含一項內部DNS組件，其負責自動爲Swarm中的每項服務分配一條DNS入口。所以，你們可使用該服務名稱以解析至對應的虛擬IP地址： [docker2]$ docker exec -it $(docker ps | grep etcd | awk {'print $1'}) ping mysql-galera PING mysql-galera (10.0.0.4): 56 data bytes 64 bytes from 10.0.0.4: seq=0 ttl=64 time=0.078 ms 64 bytes from 10.0.0.4: seq=1 ttl=64 time=0.179 ms

或者直接使用「docker service inspect」命令檢索該虛擬IP地址：

[docker1]# docker service inspect mysql-galera -f "{{ .Endpoint.VirtualIPs }}" [{03wvlqw41e9go8li34z2u1t4p 10.255.0.7/16} {9iy6k0gqs35bn541pr31mly59 10.0.0.4/24}]

到這裏，咱們的架構以下圖所示：

##部署應用程序

最後，你們能夠建立應用程序服務並將MySQL服務名稱（mysql-galera）做爲數據庫主機值進行交付：

[docker1]$ docker service create \ --name wordpress \ --replicas 2 \ -p 80:80 \ --network mynet \ --env WORDPRESS_DB_HOST=mysql-galera \ --env WORDPRESS_DB_USER=root \ --env WORDPRESS_DB_PASSWORD=mypassword \ wordpress

部署完成以後，咱們隨後可以經過「docker service inspect」命令檢索wordpress服務的虛擬IP地址：

[docker1]# docker service inspect wordpress -f "{{ .Endpoint.VirtualIPs }}" [{p3wvtyw12e9ro8jz34t9u1t4w 10.255.0.11/16} {kpv8e0fqs95by541pr31jly48 10.0.0.8/24}]

如今再來看目前的架構示意圖：

咱們的分佈式應用程序與數據庫設置已經由Docker容器部署完成。

##接入服務與負載均衡

到這裏，如下端口都已經在集羣中的所有Docker節點上被打開（基於每條「docker service create」命令上的-p標記），而不管各節點目前是否正在運行該服務任務：

• etcd - 2380, 2379, 7001, 4001
• MySQL - 3306
• HTTP - 80

若是咱們直接利用簡單循環接入PublishedPort，則可看到MySQL服務已經在各容器之上實現負載均衡：

[docker1]$ while true; do mysql -uroot -pmypassword -h127.0.0.1 -P3306 -NBe 'select @@wsrep_node_address'; sleep 1; done 10.255.0.10 10.255.0.8 10.255.0.9 10.255.0.10 10.255.0.8 10.255.0.9 10.255.0.10 10.255.0.8 10.255.0.9 10.255.0.10 ^C

如今，Swarm管理節點負責負載均衡的內部管理，並且咱們沒法配置該負載均衡算法。在此以後，咱們能夠利用外部負載均衡器將外部流量路由至各Docker節點當中。一旦任何Docker節點發生故障，該服務將被從新定位至其它可用節點。

做者：Severalnines 原文連接： http://severalnines.com/blog/mysql-docker-introduction-docker-swarm-mode-and-multi-host-networking

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