Swarm基于多主机容器网络-overlay networks 梳理
前面介绍了Docker管理工具-Swarm部署记录,下面重点说下Swarm基于多主机容器通信的覆盖网络
在Docker版本1.12之后swarm模式原生支持覆盖网络(overlay networks),可以先创建一个覆盖网络,然后启动容器的时候启用这个覆盖网络, 这样只要是这个覆盖网络内的容器,不管在不在同一个宿主机上都能相互通信,即跨主机通信!不同覆盖网络内的容器组之间是相互隔离的(相互ping不通)。swarm模式的覆盖网络包括以下功能: 1)可以附加多个服务到同一个网络。 2)默认情况下,service discovery为每个swarm服务分配一个虚拟IP地址(vip)和DNS名称,使得在同一个网络中容器之间可以使用服务名称为互相连接。 3)可以配置使用DNS轮循而不使用VIP 4)为了可以使用swarm的覆盖网络,在启用swarm模式之间你需要在swarm节点之间开放以下端口: 5)TCP/UDP端口7946 – 用于容器网络发现 6)UDP端口4789 – 用于容器覆盖网络实例如下: -----------在Swarm集群中创建overlay网络------------ [root@manager-node ~]# docker network create --driver overlay --opt encrypted --subnet 10.10.110.0/24 ngx_net参数解释: –opt encrypted 默认情况下swarm中的节点通信是加密的。在不同节点的容器之间,可选的–opt encrypted参数能在它们的vxlan流量启用附加的加密层。 --subnet 命令行参数指定overlay网络使用的子网网段。当不指定一个子网时,swarm管理器自动选择一个子网并分配给网络。[root@manager-node ~]# docker network ls NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE ca221724531c bridge bridge local 10d1451ecc8d docker_gwbridge bridge local 5764ade8774b host host local 50kipkihuwxy ingress overlay swarm cz4b4ht5refq ngx_net overlay swarm f2af952cd27a none null local 由上可知,Swarm当中拥有2套覆盖网络。其中"ngx_net"网络正是我们在部署容器时所创建的成果。而"ingress"覆盖网络则为默认提供。 Swarm 管理节点会利用 ingress 负载均衡以将服务公布至集群之外。 在将服务连接到这个创建的网络之前,网络覆盖到manager节点。上面输出的SCOPE为 swarm 表示将服务部署到Swarm时可以使用此网络。 在将服务连接到这个网络后,Swarm只将该网络扩展到特定的worker节点,这个worker节点被swarm调度器分配了运行服务的任务。 在那些没有运行该服务任务的worker节点上,网络并不扩展到该节点。------------------将服务连接到overlay网络------------------- [root@manager-node ~]# docker service create --replicas 5 --network ngx_net --name my-test -p 80:80 nginx上面名为"my-test"的服务启动了3个task,用于运行每个任务的容器都可以彼此通过overlay网络进行通信。Swarm集群将网络扩展到所有任务处于Running状态的节点上。 [root@manager-node ~]# docker service ls ID NAME REPLICAS IMAGE COMMAND 9vgixbn6t2ju my-test 5/5 nginx 在manager-node节点上,通过下面的命令查看哪些节点有处于running状态的任务: [root@manager-node ~]# docker service ps my-test ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR eh2mo4ei8qah5d9eolx8yapey my-test.1 nginx manager-node Running Running about a minute ago 7gg40e57rko5frttqdx9x7ae2 my-test.2 nginx node2 Running Running about a minute ago 1vp1d7cwmn8m6a5k0wtq9xi75 my-test.3 nginx node1 Running Running about a minute ago 03nb3ev2r7sxcilkwizoetx9w my-test.4 nginx node1 Running Running about a minute ago a0ibepz0r80mhy4x5cam7i190 my-test.5 nginx manager-node Running Running about a minute ago 可见三个节点都有处于running状态的任务,所以my-network网络扩展到三个节点上。可以查询某个节点上关于my-network的详细信息: [root@manager-node ~]# docker network inspect ngx_net [{"Name": "ngx_net","Id": "cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6","Scope": "swarm","Driver": "overlay","EnableIPv6": false,"IPAM": {"Driver": "default","Options": null,"Config": [{"Subnet": "10.10.110.0/24","Gateway": "10.10.110.1"}]},"Internal": false,"Containers": {"aa954b709a30be6eaf48e06a6c7c4a0642b75d76e121707df6fc1479d99c7b22": {"Name": "my-test.5.a0ibepz0r80mhy4x5cam7i190","EndpointID": "4841c9c639b876f065d44e0205320f5e990a0678c8d7f4a02e499779af7b5091","MacAddress": "02:42:0a:0a:6e:07","IPv4Address": "10.10.110.7/24","IPv6Address": ""},"d7633d4108e88a471e1a1b6759b7c43e3fc09ab64de47e29736de7b9c5031963": {"Name": "my-test.1.eh2mo4ei8qah5d9eolx8yapey","EndpointID": "54e814c87ba0e7df159195067a851a2557ee8010e619db9cc4fdfb3dd6357afa","MacAddress": "02:42:0a:0a:6e:03","IPv4Address": "10.10.110.3/24","IPv6Address": ""}},"Options": {"com.docker.network.driver.overlay.vxlanid_list": "257","encrypted": ""},"Labels": {}} ]从上面的信息可以看出在manager-node节点上,名为my-test的服务有一个名为my-test.1.eh2mo4ei8qah5d9eolx8yapey和 my-test.5.a0ibepz0r80mhy4x5cam7i190的task连接到名为ngx_net的网络上(另外两个节点node1和node2同样可以用上面命令查看) [root@node1 ~]# docker network inspect ngx_net [{"Name": "ngx_net","Id": "cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6","Scope": "swarm","Driver": "overlay","EnableIPv6": false,"IPAM": {"Driver": "default","Options": null,"Config": [{"Subnet": "10.10.110.0/24","Gateway": "10.10.110.1"}]},"Internal": false,"Containers": {"8dd2171caa337b3c42f35cd6e4590d69cf8edd58ee03463194d0792199415607": {"Name": "my-test.4.03nb3ev2r7sxcilkwizoetx9w","EndpointID": "dec0675361db102f082798b9e39ed43ca23ae7b795105ae39b90373d42548418","MacAddress": "02:42:0a:0a:6e:06","IPv4Address": "10.10.110.6/24","IPv6Address": ""},"f29e274d0709403ea97210ff750cdc32054af6cd963ee838bb695e6268264574": {"Name": "my-test.3.1vp1d7cwmn8m6a5k0wtq9xi75","EndpointID": "e4150c1107a6e52998e3f5417d774d31cdc3d0b24c9aa4305b860cbdf8f78929","MacAddress": "02:42:0a:0a:6e:05","IPv4Address": "10.10.110.5/24","IPv6Address": ""}},"Options": {"com.docker.network.driver.overlay.vxlanid_list": "257","encrypted": ""},"Labels": {}} ][root@node2 ~]# docker network inspect ngx_net [{"Name": "ngx_net","Id": "cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6","Scope": "swarm","Driver": "overlay","EnableIPv6": false,"IPAM": {"Driver": "default","Options": null,"Config": [{"Subnet": "10.10.110.0/24","Gateway": "10.10.110.1"}]},"Internal": false,"Containers": {"fddb6518e2bb8c2c2f9f49f95eb3e054ded2a1eff9ec10732a188166f2a60509": {"Name": "my-test.2.7gg40e57rko5frttqdx9x7ae2","EndpointID": "7263888a54f6211649bef9425aa4acc33ecf838da20d8c93853842e1812f0436","MacAddress": "02:42:0a:0a:6e:04","IPv4Address": "10.10.110.4/24","IPv6Address": ""}},"Options": {"com.docker.network.driver.overlay.vxlanid_list": "257","encrypted": ""},"Labels": {}} ]可以通过查询服务来获得服务的虚拟IP地址,如下: [root@manager-node ~]# docker service inspect --format='{{json .Endpoint.VirtualIPs}}' my-test [{"NetworkID":"50kipkihuwxy5dqf150z7guad","Addr":"10.255.0.2/16"},{"NetworkID":"cz4b4ht5refqxelx0mm871ec6","Addr":"10.10.110.2/24"}]由上结果可知,10.10.110.2其实就是swarm集群内部的vip,整个网络结构如下所示:
加入ngx_net网络的容器彼此之间可以通过IP地址通信,也可以通过名称通信。
[root@node2 ~]# docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES fddb6518e2bb nginx:latest "nginx -g 'daemon off" 5 minutes ago Up 5 minutes 80/tcp my-test.2.7gg40e57rko5frttqdx9x7ae2[root@node2 ~]# docker exec -ti fddb6518e2bb /bin/bash root@fddb6518e2bb:/# apt-get update && apt-get install iproute iputils-ping -y root@fddb6518e2bb:/# ip addr 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever 246: eth0@if247: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UP group default link/ether 02:42:0a:ff:00:07 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0inet 10.255.0.7/16 scope global eth0valid_lft forever preferred_lft foreverinet 10.255.0.2/32 scope global eth0valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::42:aff:feff:7/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever 248: eth1@if249: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default link/ether 02:42:ac:12:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 1inet 172.18.0.3/16 scope global eth1valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::42:acff:fe12:3/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever 251: eth2@if252: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1424 qdisc noqueue state UP group default link/ether 02:42:0a:0a:6e:04 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 2inet 10.10.110.4/24 scope global eth2valid_lft forever preferred_lft foreverinet 10.10.110.2/32 scope global eth2valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::42:aff:fe0a:6e04/64 scope link valid_lft forever preferred_lft foreverroot@fddb6518e2bb:/# ping 10.10.110.3 PING 10.10.110.3 (10.10.110.3) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 10.10.110.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.437 ms 64 bytes from 10.10.110.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.310 ms ..... --- 10.10.110.3 ping statistics --- 2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 999ms rtt min/avg/max/mdev = 0.310/0.373/0.437/0.066 msroot@fddb6518e2bb:/# ping 10.10.110.5 PING 10.10.110.5 (10.10.110.5) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 10.10.110.5: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.438 ms 64 bytes from 10.10.110.5: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.329 ms 64 bytes from 10.10.110.5: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.359 ms ..... --- 10.10.110.5 ping statistics --- 3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 1999ms rtt min/avg/max/mdev = 0.329/0.375/0.438/0.048 ms----------------------------使用swarm模式的服务发现-------------------------- 默认情况下,当创建了一个服务并连接到某个网络后,swarm会为该服务分配一个VIP。此VIP根据服务名映射到DNS。在网络上的容器共享该服务的DNS映射, 所以网络上的任意容器可以通过服务名访问服务。在同一overlay网络中,不用通过端口映射来使某个服务可以被其它服务访问。Swarm内部的负载均衡器自动将请求发送到服务的VIP上,然后分发到所有的 active的task上。如下示例: 在同一个网络中添加了一个centos服务,此服务可以通过名称my-test访问前面创建的nginx服务: [root@manager-node ~]# docker service create --name my-centos --network ngx_net centos sleep 3000 查询centos运行在哪个节点上(上面创建命令执行后,需要一段时间才能完成这个centos服务的创建) [root@node2 ~]# docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES ece4ac2e6cc1 centos:latest "sleep 3000" 42 seconds ago Up 40 seconds my-centos.1.5qwknsxmtr1zhclx9d0f0fx4m登录centos运行的节点(由上可知是node2节点),打开centos的交互shell: [root@node2 ~]# docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS NAMES e4554490d891 centos:latest "/bin/bash" About an hour ago Up About an hour my-centos.1.9yk5ie28gwk9mw1h1jovb68ki[root@node2 ~]# docker exec -it my-centos.1.5qwknsxmtr1zhclx9d0f0fx4m /bin/bash [root@ece4ac2e6cc1 /]# yum install bind-utils -y [root@ece4ac2e6cc1 /]# nslookup my-test Server: 127.0.0.11 Address: 127.0.0.11#53Non-authoritative answer: Name: my-test Address: 10.10.110.2从centos容器内部,使用特殊查询 查询DNS,来找到my-test服务的所有容器的IP地址: [root@ece4ac2e6cc1 /]# nslookup tasks.my-test Server: 127.0.0.11 Address: 127.0.0.11#53Non-authoritative answer: Name: tasks.my-test Address: 10.10.110.3 Name: tasks.my-test Address: 10.10.110.7 Name: tasks.my-test Address: 10.10.110.5 Name: tasks.my-test Address: 10.10.110.4 Name: tasks.my-test Address: 10.10.110.6从centos容器内部,通过wget来访问my-test服务中运行的nginx网页服务器 [root@ece4ac2e6cc1 /]# wget -O- my-test --2018-02-08 01:57:26-- http://my-test/ Resolving my-test (my-test)... 10.10.110.2 Connecting to my-test (my-test)|10.10.110.2|:80... connected. HTTP request sent, awaiting response... 200 OK Length: 612 [text/html] Saving to: 'STDOUT'0% [ ] 0 --.-K/s <!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Welcome to nginx!</title> ...Swarm的负载均衡器自动将HTTP请求路由到VIP上,然后到一个active的task容器上。它根据round-robin选择算法将后续的请求分发到另一个active的task上。-----------------------------------为服务使用DNS round-robin----------------------------- 在创建服务时,可以配置服务直接使用DNS round-robin而无需使用VIP。这是通过在创建服务时指定 --endpoint-mode dnsrr 命令行参数实现的。 当你想要使用自己的负载均衡器时可以使用这种方式。如下示例(注意:使用DNS round-robin方式创建服务,不能直接在命令里使用-p指定端口) [root@manager-node ~]# docker service create --replicas 3 --name my-dnsrr-nginx --network ngx_net --endpoint-mode dnsrr nginx[root@manager-node ~]# docker service ps my-dnsrr-nginx ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR 8ffi3rs8fg3k4obrvbxg4uwiy my-dnsrr-nginx.1 nginx node2 Running Running 7 seconds ago amgmv0kgdopc70z2dr97vn7qq my-dnsrr-nginx.2 nginx node1 Running Running 7 seconds ago 2p7obdb3h7yicggsbiv5qmvjx my-dnsrr-nginx.3 nginx manager-node Running Running 7 seconds ago 当通过服务名称查询DNS时,DNS服务返回所有任务容器的IP地址: [root@ece4ac2e6cc1 /]# nslookup my-dnsrr-nginx Server: 127.0.0.11 Address: 127.0.0.11#53Non-authoritative answer: Name: my-dnsrr-nginx Address: 10.10.110.12 Name: my-dnsrr-nginx Address: 10.10.110.11 Name: my-dnsrr-nginx Address: 10.10.110.10需要注意的是:一定要确认VIP的连通性 通常Docker官方推荐使用dig,nslookup或其它DNS查询工具来查询通过DNS对服务名的访问。因为VIP是逻辑IP,ping并不是确认VIP连通性的正确的工具。
转载于:https://blog.51cto.com/dengaosky/2069911
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