27 1月

Build MicroService With Spring Cloud And Rancher

鄭云龍

分享人：鄭云龍

時間：2016–7–20

睿云智合持續(xù)交付產(chǎn)品負(fù)責(zé)人，在敏捷和DevOps領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗(yàn)的實(shí)踐，過去作為敏捷和DevOps技術(shù)教練向多家大型企業(yè)提供咨詢和培訓(xùn)服務(wù)。

Build MicroService With Spring Cloud And Rancher

1, Aganda

今天給大家分享的內(nèi)容是：《Build MicroService With Spring Cloud And Rancher》主要內(nèi)容：我們將演示如何通過Spring Cloud和Rancher構(gòu)建一個具有彈性的微服務(wù)應(yīng)用。并且在這個過程中當(dāng)中我們主要遇到的問題，以及最后如何解決。

微服務(wù)應(yīng)用

對于一個最簡單的微服務(wù)應(yīng)用而言，一個最基本的結(jié)構(gòu)如上所示：

我們需要一個服務(wù)發(fā)現(xiàn)和注冊服務(wù)幫助我們管理和發(fā)現(xiàn)新的服務(wù)；
當(dāng)我們從一個單體應(yīng)用到幾個，幾十個微服務(wù)時，服務(wù)的配置也成了一個非常棘手的問題，統(tǒng)一的配置管理必不可少；
為了簡化我們的客戶端調(diào)用我們可能需要一個輕量級API Gateway來統(tǒng)一代理我們的所有請求，同時可以做統(tǒng)一的安全控制；
同時在微服務(wù)下我們應(yīng)該遵循Build For Failure的原則，當(dāng)服務(wù)發(fā)生失敗時我們能夠隔離這些失敗的服務(wù)，從而需要引入Circuit Breaker熔斷器；
除此之外，同一個服務(wù)可能有一個到多個實(shí)例，當(dāng)我們訪問服務(wù)時，我們還需要一個負(fù)載均衡器，幫助我們合理的分發(fā)我們的API請求。

2, Build MicroService With Spring Cloud

Build MicroService With Spring Cloud

而Spring Cloud項(xiàng)目正是幫助我們解決以上問題的利器，讓我們可以更加專注于我們服務(wù)本身業(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)，而將服務(wù)治理所需的工作都統(tǒng)統(tǒng)交給框架來完成。

Eureka提供了統(tǒng)一的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和注冊能力；
Ribbon和Hystrix則在服務(wù)和服務(wù)之間引入了負(fù)載均衡以及熔斷的能力；
Zuul則作為一個輕量級的路由和代碼服務(wù)讓我們可以快速建立一個API Gateway的能力。

3, Service Discovery With Spring Cloud Netflix: Eureka

Service Discovery With Spring Cloud Netflix: Eureka

以Eureka提供的服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)能力為例，作為一個微服務(wù)實(shí)例，在啟動時我們將會主動向Eureka Server進(jìn)行注冊。Eureka Server服務(wù)維護(hù)當(dāng)前服務(wù)的實(shí)例列表以及狀態(tài)健康檢查。????????而作為服務(wù)的使用者，我們首先需要向eureka server請求當(dāng)前的服務(wù)實(shí)例，之后再將請求發(fā)送給API的真正提供者。

4, Client Side Load Balance: Ribbon

Client Side Load Balance: Ribbon

同時Spring Cloud的Ribbon項(xiàng)目還提供了一個客戶端的負(fù)載均衡器，可以根據(jù)當(dāng)前服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)來講請求發(fā)送到適合的實(shí)例。

5, Quick Start Demo

Quick Start Demo

這里我們展示一下Spring Cloud是如何幫助我們快速搭建一個微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用的。

Spring Cloud

這里我們以一個最簡單的spring cloud應(yīng)用為例，這里我們包含3個主要服務(wù)：Eureka Server, Hello Server以及Hello Client。

Eureka Server

首先基于Spring Boot我們可以@EnableEurekaServer可以快速創(chuàng)建一個EurekaServer的服務(wù)，基本不需要任何代碼量。

Hello Server

同時我們基于Spring Boot創(chuàng)建另外一個項(xiàng)目Hello Sever，提供一個非常簡單的API返回一串字符。在application.yml當(dāng)中我們配置該服務(wù)的名稱為HelloServer，?端口為7111，并且配置eureka server的地址，在應(yīng)用啟動時，將會主動注冊服務(wù)相關(guān)信息。

Hello Client

同樣我們建立一個Hello Client的微服務(wù)實(shí)例，這里唯一的區(qū)別是我們使用Spring Cloud的FeignClient聲明了一個接口，該注解告訴Spring Cloud當(dāng)調(diào)用HelloClient的hello方法時，需要向HelloServer的實(shí)例的”/”地址發(fā)送一個GET請求，并且返回結(jié)果是一個字符串。

同樣的我們在application.yml文件中也配置了eureka相關(guān)的信息，為Hello Client建立一個Rest API,該API實(shí)際調(diào)用的是Hello Sever提供的服務(wù)。

ALL Server

依次啟動Eureka Server, Hello Server, Hello Client. 我們得到了一個最簡單的微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用，我們將會得到如上的運(yùn)行結(jié)果。當(dāng)訪問Hello Client的Rest API時，實(shí)際請求轉(zhuǎn)發(fā)到了Hello Server并且得到相應(yīng)的結(jié)果返回給用戶。

How The Work?

這個是如何工作的呢？?我們簡單解釋一下，和剛才圖一樣：

1 Hello Server向Eureka Server進(jìn)行注冊名為HelloServer的服務(wù)實(shí)例。

2 Eureka Server得到請求后保存了HelloServer的實(shí)例列表信息（IP地址以及其他狀態(tài)信息）。

3 Hello Client請求http://localhost:7211時，調(diào)用了HelloClient的hello()方法，該方法的@FeginClient(“HelloServer”)注解告訴Hello Client我們需要先向Eureka Server請求HelloServer的服務(wù)實(shí)例列表，之后再根據(jù)返回的實(shí)例列表將請求發(fā)送給HelloServer其中一個實(shí)例。

這里需要注意Spirng Cloud中的一個配置項(xiàng)eureka.instance.preferIpAddress默認(rèn)情況下該配置為True. 表示Spring Cloud優(yōu)先使用HelloServer注冊的IP地址，如果訪問不成功我們則使用HelloServer的名稱作為默認(rèn)的域名發(fā)送請求。同理當(dāng)eureka.instance.preferIpAddress為false時，Spring Cloud則直接使用默認(rèn)的spring.application.name也就是HelloServer作為域名發(fā)送請求。

所以對于部署基于Spring Cloud的微服務(wù)應(yīng)用時，我們對于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基本要求是：1, 各個服務(wù)實(shí)例能夠訪問eureka-server;

2, 各個服務(wù)實(shí)例之間能夠通過IP地址或者DNS域名相互訪問。

Back To Rancher

6, Rancher: A?Complete Platform for Running Containers

Rancher作為一Production目標(biāo)的容器管理平臺，當(dāng)然是我們?nèi)ミ\(yùn)行，管理和維護(hù)微服務(wù)的首選運(yùn)行平臺之一。????????當(dāng)我們把我們所有的服務(wù)制作為Dokcer鏡像之后，我們可以通過docker-compose.yml來編排我們的服務(wù)，如上Client-Service以及Hello-Service都與Eureka相連，并且設(shè)置eureka的訪問地址為eureka-server，與我們application.yml中配置的eureka url相一致。

通過Rancher啟動docker-compose.yml之后，我們可以在eureka-server頁面上看到相關(guān)的服務(wù)實(shí)例信息。

通過Rancher我們可以非常方便的對我們的微服務(wù)應(yīng)用進(jìn)行管理，同時提供scale相關(guān)的能力支持。?????????這個時候重新嘗試訪問我們的Server服務(wù)，?一切正常。得到了相應(yīng)的API返回值。

我們再嘗試訪問我們的Client服務(wù)呢。。。出錯了。。。

出錯了

7, Rancher Network Service

我們來分析一下出錯的原因：

首先我們的服務(wù)和服務(wù)是分布式部署在不同的Rancher Agent上的。Rancher使用managed network來完成跨主機(jī)的容器與容器之間的相互連接。同時Docker也有自己默認(rèn)的的bridge network。?但是bridge network只能保證同一個Host上的容器是互通的。????????而client以及server在啟動時，獲取的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)地址則是birdge network的ip地址。?所以當(dāng)訪問client的rest api時，client向eureka獲取的IP地址是不可訪問的，之后又嘗試了spring.application.name也就是http://HelloServer:7111同樣出錯，因?yàn)镠elloServer是沒有任何DNS服務(wù)能夠解析的。所以得到了我們的錯誤頁面。如下圖所示：

Rancher Network

再直觀一點(diǎn)的情況如下圖所示：

所以在該模式下，我們的各個服務(wù)雖然都能向eureka server注冊相關(guān)信息，但是服務(wù)和服務(wù)之間是不能相互訪問的。

服務(wù)和服務(wù)之間是不能相互訪問

如何解決？

8, Rancher Internal DNS Services

首先：Rancher提供的內(nèi)部DNS服務(wù)，在容器中我們可以通過<service_name>或者<service_name>.<stack_name>來訪問其他的服務(wù)容器實(shí)例。

那么我們假如啟動硬編碼client以及server時設(shè)置hostname的配置，比如對于client 我們配置eureka.instance.hostname=client-service，對于server我們配置eureka.instance.hostname=hello-service。????????這樣當(dāng)服務(wù)和服務(wù)之間相互訪問時，則會使用我們配置的eureka.instance.hostname作為域名進(jìn)行訪問。????????但是問題在于client-service和hello-service的名字實(shí)際上是和docker-compose相對應(yīng)的。?如果docker-compose.yml修改了各個服務(wù)的名字。?那服務(wù)和服務(wù)之間同樣是不可相互訪問的。

9, Rancher Metadata Services

如何解決？

Rancher Metadata Services

Rancher Metadata Service. 通過metadata service我們可以通過使用HTTP API的方式來獲取到我們的服務(wù)以及容器的所有信息。

舉例來說，通過在容器內(nèi)訪問：http://rancher-metadata/latest/self/container/service_name我們便可以獲取到該容器的server_name，除此之外，包括容器的健康狀態(tài)，hostname,primary_ip以及其他等等信息我們都可以通過該方式來進(jìn)行獲取。

10, Solution And Summary

????????綜合以上問題以及Rancher平臺所提供的能力，在Dockerfile中我們使用單獨(dú)的shell文件作為啟動腳本，在該啟動腳本中我們首先調(diào)用rancher的metadata service獲取該container的service_name, 并且將該service_name作為eureka.instance.hostname的值作為jar包的啟動參數(shù)即可。