下圖是一個比較傳統(tǒng)的軟件架構:
做過java的同學可能對上圖的架構方式比較了解,我們通常會將一個應用程序生成一個war包,放到一個tomcat容器當中并在一臺虛擬機(VM)中啟動運行,然后配置nginx的負載均衡策略,將來自用戶的請求轉發(fā)到某個tomcat應用上,這種基于主機或虛擬機部署的應用會存在以下幾個問題:
可移植性差
需要事先安裝應用所需要的運行環(huán)境,比如java應用所需要的jdk或者jre,如果需要重新部署一個應用,就需要重新初始化環(huán)境再安裝應用,過程繁瑣; 另外如果一個應用需要jdk7的運行環(huán)境另外一個應用需要jdk8,那在一臺主機上就很難滿足;
可維護性差
如果tomcat應用本身或者所在的虛擬機操作系統(tǒng)出現(xiàn)問題時,則需要人工干預,比如配置nginx轉發(fā)規(guī)則、執(zhí)行重啟操作等;
可擴展性差
應用的負載有高有低,不夠穩(wěn)定,當前應用負載大的時候,我們需要增加應用的數(shù)量,當應用負載降低的時候,我們需要降低應用的數(shù)量;
無法資源隔離
如果一臺虛擬機部署多個應用,不同的應用或者進程之間會相互影響;
...
我們接下來就來看一下我們是如何一步步的解決這些問題的。
首先是容器化,我們選擇的方案是Docker。
Docker將應用程序與該程序的依賴,打包成一個容器鏡像,運行這個文件就會生成虛擬容器。程序在這個虛擬容器里運行,就好像運行在真實的物理機上,并且每個容器之間資源互相隔離而且都有自己的文件系統(tǒng),這樣容器之間進程不會相互影響,可以通過下圖來進行對比基于虛擬機和基于容器部署應用的區(qū)別:
Docker是客戶端-服務器架構的應用,主要由以下部分組成:
服務端是一個名為dockerd守護進程,用來監(jiān)聽REST API請求并管理Docker對象,比如鏡像、容器、存儲卷及網(wǎng)絡等。
命令行客戶端(CLI),也就是我們平常在控制臺輸入的docker命令行,通過調用REST API進行控制Docker daemon或者同其進行集成。
鏡像倉庫(Docker Registries),鏡像倉庫用來存儲Docker鏡像。
以下是Docker的架構示意圖:
IMAGES
鏡像一般是通過指令創(chuàng)建的只讀文件,用來生成容器。一般一個鏡像是基于另外一個鏡像并添加一些額外的指令創(chuàng)建的,可以通過一個名為Dockerfile的文件來生成一個鏡像,在Dockerfile中的每一行指令會生成一層(layer)。當Dockerfile有改動需要重新生成鏡像時,只需要重新生成改變的那些層就可以,這樣就可以使得鏡像文件更加輕量、快速構建。
CONTAINERS
容器是通過鏡像文件生成的運行實例。可以通過REST API或者docker client進行創(chuàng)建、啟動、停止、移動或者刪除一個容器。
SERVICE
用來管理和擴展多個容器,需要同docker swarm一起工作
Docker采用go語言編寫,并且使用了Linux內核中的幾個特性來實現(xiàn)其功能,主要有如下:
Namespaces
Docker通過Namespaces來提供隔離的工作空間(Workspace),當你運行一個容器的時候,Docker為這個容器創(chuàng)建了數(shù)個不同類型的Namespaces,主要有以下類型:
pid namespace:提供進程隔離功能?
net namespace:管理網(wǎng)絡接口?
ipc namespace:內部資源訪問控制 (IPC:Inter Process Communication)?
mnt namespace:管理文件系統(tǒng)掛載?
uts namespace: 內核隔離以及版本識別(UTS:Unix Timesharing System)
CGroups(Control Groups)
Docker通過CGroup來限定容器只能使用特定的資源。舉例來講,Docker可以限制某個容器只能使用多少cpu及內存資源。
UnionFS(Union File System)
一種文件系統(tǒng)類型,可以運行在其他文件系統(tǒng)上,通過創(chuàng)建不同的層來使得容器文件系統(tǒng)更加輕量和快速。還有其他幾種類似的文件系統(tǒng),包括AUFS、btrfs、vfs和DeviceMapper。
以下命令是在Centos7上的命令,其他操作系統(tǒng)會存在一些差異
yum?install?docker:通過yum下載docker相關的依賴 systemctl?enable?docker:?開機運行systemctl? start?docker:?啟動docker服務執(zhí)行完上述操作,docker服務已經(jīng)在運行了,可以通過執(zhí)行 docker version 和 docker info 命令查看docker的版本以及相關的信息。
我們之前有提到Docker可以將應用程序打包成一個鏡像,那么如何生成鏡像文件呢?這就需要用到Dockerfile文件。它是一個文本文件,用來配置鏡像,Docker根據(jù)該文件生成二進制的鏡像文件。以下是一個Dockerfile文件示例:
#?該鏡像文件繼承官方的nginx鏡像,冒號表示標簽,這里標簽是latest,表示最新的版本 FROM?nginx:latest #?將_book目錄下的文件copy至鏡像文件的/var/www/public目錄 COPY?_book?/var/www/public/ COPY??nginx_app.conf/etc/nginx/conf.d/?nginx_app.conf #?將容器的8080端口暴露出來,允許外部連接這個端口 EXPOSE?8080 #?容器啟動后執(zhí)行?nginx?-g?daemon?off?命令 CMD?["nginx",?"-g",?"daemon?off;"]有了Dockerfile文件以后,就可以用docker build命令創(chuàng)建鏡像文件了。
docker?build?-t?zcloud-document:0.0.1. docker?image?ls如果運行成功,就可以看到新生成的鏡像文件zcloud-document了。
關于Docker其他的一些操作命令,大家可以自行查閱,網(wǎng)上介紹的文章也比較多,參考文章:Docker 入門教程(https://docs.docker.com/get-started/)
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網(wǎng)頁題目:云原生技術之Docker入門-創(chuàng)新互聯(lián)
網(wǎng)頁鏈接:http://www.chinadenli.net/article8/dsjpip.html
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