Docker Swarm服務發現和負載均衡原理

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Docker使用的是Linux內核iptables和IPVS的功能來實現服務發現和負載均衡。Iptables是Linux內核中可用的包過濾技術，可根據數據包的內容進行分類、修改和轉發決策。IPVS是Linux內核中可用的傳輸級負載均衡。

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本地創建一個集群環境，我本地有三節點集群環境：

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客戶端鏡像：registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/ubuntu

服務端鏡像：registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/vote

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基于DNS的負載均衡：

DNS server內嵌于Docker引擎。在創建集群的時候可以直接指定

--endpoint-mode dnsrr 來指明，這個服務里面的task或者是所有啟動的容器訪問都通過DNS的方式來進行負載均衡，這個是啥意思。操作下就清楚了：

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創建一個網絡

docker network create --driver overlay overlay1

創建client節點（啟動一個），和vote節點（啟動多個），實現client節點訪問vote的時候，是給均衡到不同的vote上了。

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docker service create --endpoint-mode dnsrr --replicas 1 --name client --network overlay1 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/ubuntu ping anoyi.com

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docker service create --endpoint-mode dnsrr --name vote --network overlay1 --replicas 2 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/vote

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然后進行如下操作

docker service ls 查看服務

docker service ps xxxxclient的id ?查看client的信息，找到他在哪個節點上，然后登陸到那個節點節點的機器上

docker ps ?查看容器，找到client對應的容器

docker exec -it xxxxclientid bash ?登陸到這個容器 ?

上面操作如下圖

此時在client容器上，可以直接dig vote 看下對vote的dns解析

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如上，有兩條。可以測試下是不是會被隨機解析到上面，這里用ping

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是可以看到均衡效果的，這個就是基本的DNS解析來實現負載均衡。但是這樣會產生問題，某些應用程序將DNS主機名緩存到IP地址映射，這回導致應用程序在訪問更改時超時，具有非零DNS ttl 值會導致DNS條目反應最新的詳細信息時發生延遲。

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基于VIP的負載均衡。

??基于VIP的負載均衡可以解決1中DNS總是隨便挑給客戶端帶來的不方便的影響。每個服務都有一個IP地址，并且該IP地址映射到與該服務關聯的多個容器的IP地址。在這種情況下，與服務關聯的服務IP不會改變，即使與該服務關聯的容器死亡并重新啟動。

??運行過程中，DNS service會將服務名”vote”解析到VIP，使用iptables和ipvs,VIP實現2個服務端”vote”容器的負載均衡。

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把上面創建的兩個服務刪除，然后重新部署。

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docker service create --replicas 1 --name client --network overlay1 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/ubuntu ping anoyi.com

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docker service create --name vote --network overlay1 --replicas 2 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/vote

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并沒有指定--endpoint-mode，也就是說Docker Swarm默認就是用的VIP

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查看這兩個服務的VIP

docker service inspect --format {{.Endpoint.VirtualIPs}} vote

docker service inspect --format {{.Endpoint.VirtualIPs}} client

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然后跟上面姿勢一樣，找下client在哪個節點上，登上去，看下他是怎么dns vote的。

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這次DNS就只有一個解析了，解析到的地址是vote服務的VIP，ping的話也不會存在跳轉別的ip的情況。

現在別動，繼續在client里面執行

curl vote | grep -i "container id"

通過返回來的容器id來區分到底是誰在為我們干活

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路由網格（Routing mesh）

使用路由網格，服務暴露的端口會暴露在Swarm集群中的所有工作節點。Docker是通過創建 ingress overlay網絡來實現這一點的。所有節點默認使用內在的sandbox網絡命名空間成為ingress overlay網絡的一部分：

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直接在上面的實操例子上更新一個端口映射

docker service update --publish-add 80:80 9fk2k04fw98p

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Sandbox和vote容器是ingress網絡的一部分，它有助于路由網格。client容器和vote容器是overlay1網絡的一部分，有助于內部負載均衡。所有容器都是默認docker_gwbridge網絡的一部分。遵循iptables中的NAT規則顯示，端口80上的主機流量發送到node1里的Sandbox.

這樣，然后瀏覽器訪問（不同刷新）：

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跟預期的一樣，每個節點上不停的刷新都會看到下面的容器id會交替變化，說明負載均衡是好使的。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Docker Swarm服务发现和负载均衡原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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