25.應(yīng)用系統(tǒng)部署-分布式與容器技術(shù)的應(yīng)用

03分布式與容器技術(shù)的應(yīng)用分布式系統(tǒng)與架構(gòu)分布式系統(tǒng)定義：

是一個硬件或軟件組件分布在不同的網(wǎng)絡(luò)計算機上，彼此之間僅僅通過消息傳遞進行通信和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)通常具有以下特點：分布式：在空間上隨意分布，對等性：組成分布式系統(tǒng)的所有節(jié)點都是對等的。并發(fā)性缺乏全局時鐘。在分布式系統(tǒng)很難確定多個時間的順序，原因就是分布式系統(tǒng)缺乏一個全局的時鐘。故障總是會發(fā)生。分布式系統(tǒng)體系機構(gòu)面對著諸多的難題和挑戰(zhàn)：通信異常：分布式系統(tǒng)需要在各個節(jié)點之間進行網(wǎng)絡(luò)通信，而網(wǎng)絡(luò)本身是不可靠的。網(wǎng)絡(luò)分區(qū)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)由于發(fā)生異常情況，最終導(dǎo)致組成分布式系統(tǒng)的所有節(jié)點，只有部分節(jié)點之間能夠進行通信，另一些節(jié)點則不能。這種現(xiàn)象稱為網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，俗稱腦裂。三態(tài)：分布式系統(tǒng)的每一次請求與響應(yīng)存在特有的三態(tài)概念，即成功、失敗、超時。節(jié)點故障：指組成分布式系統(tǒng)的服務(wù)器節(jié)點出現(xiàn)的宕機或“僵死”現(xiàn)象。分布式架構(gòu)簡介在討論分布式之前，先說明集群是什么，下面提供了一個案例：小張開了一家小飯店，剛開始的時候店里只有一個廚師，切菜洗菜備料炒菜全干。后來由于飯香甜可口，人流量越來越多了，一個廚師忙不過來了，小張又請了兩個廚師，那么這時候三個廚師炒一樣的菜，做相同的切菜洗菜備料炒菜等工作，那這三個廚師的關(guān)系是集群。也就意味著來一個顧客，只有其中的一個廚師會為這個顧客服務(wù)。滿意分布式架構(gòu)簡介又經(jīng)過一段時間，店里的生意更加火爆了，小張為了讓廚師們能專心炒菜，把菜做到極致，又請了個配菜師負責(zé)切菜、備菜、備料，那么廚師和配菜師的關(guān)系是分布式，后來一個配菜師也忙不過來了，小張就又請了兩個配菜師，三個配菜師關(guān)系也是集群。滿意微服務(wù)架構(gòu)簡介微服務(wù)架構(gòu)是一種架構(gòu)概念，旨在通過將功能分解到各個離散的服務(wù)中以實現(xiàn)對解決方案的解耦。你可以將其看作是在架構(gòu)層次而非獲取服務(wù)的類上應(yīng)用很多SOLID原則。微服務(wù)架構(gòu)的主要作用是將功能分解到離散的各個服務(wù)當(dāng)中，從而降低系統(tǒng)的耦合性，并提供更加靈活的服務(wù)支持。傳統(tǒng)的架構(gòu)微服務(wù)架構(gòu)微服務(wù)架構(gòu)簡介每個服務(wù)之間的通信：所有的微服務(wù)都是獨立的Java進程跑在獨立的虛擬機上，所以服務(wù)間的通信就是IPC（interprocesscommunication）進程間通信，已經(jīng)有很多成熟的方案?，F(xiàn)在基本最通用的有兩種方式：①REST：操作包括獲取、創(chuàng)建、修改和刪除資源的操作正好對應(yīng)HTTP協(xié)議提供的GET、POST、PUT和DELETE方法②RPC：遠程方法調(diào)用，就是像調(diào)用本地方法一樣調(diào)用遠程方法異步消息調(diào)用(Kafka,Notify,MetaQ)Docker簡介Docker是一個基于LXC技術(shù)之上搭建的Container容器引擎，源代碼托管在Github上，基于Go語言并遵從Apache2.0協(xié)議開源。Docker將應(yīng)用程序與該程序的依賴，打包在一個文件里面。運行這個文件，就會生成一個虛擬容器。程序在這個虛擬容器里運行，就好像在真實的物理機上運行一樣。Docker簡介Docker和傳統(tǒng)虛擬化方式的不同之處虛擬機容器Docker簡介為什么要使用Docker作為一種新興的虛擬化方式，Docker跟傳統(tǒng)的虛擬化方式相比具有眾多的優(yōu)勢更高效的利用系統(tǒng)資源由于容器不需要進行硬件虛擬以及運行完整操作系統(tǒng)等額外開銷，Docker對系統(tǒng)資源的利用率更高。無論是應(yīng)用執(zhí)行速度、內(nèi)存損耗或者文件存儲速度，都要比傳統(tǒng)虛擬機技術(shù)更高效。因此，相比虛擬機技術(shù)，一個相同配置的主機，往往可以運行更多數(shù)量的應(yīng)用。Docker簡介更快速的啟動時間傳統(tǒng)的虛擬機技術(shù)啟動應(yīng)用服務(wù)往往需要數(shù)分鐘，而Docker容器應(yīng)用，由于直接運行于宿主內(nèi)核，無需啟動完整的操作系統(tǒng)，因此可以做到秒級、甚至毫秒級的啟動時間。大大的節(jié)約了開發(fā)、測試、部署的時間。一致的運行環(huán)境開發(fā)過程中一個常見的問題是環(huán)境一致性問題。由于開發(fā)環(huán)境、測試環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境不一致，導(dǎo)致有些bug并未在開發(fā)過程中被發(fā)現(xiàn)。而Docker的鏡像提供了除內(nèi)核外完整的運行時環(huán)境，確保了應(yīng)用運行環(huán)境一致性，從而不會再出現(xiàn)「這段代碼在我機器上沒問題啊」這類問題。Docker簡介更輕松的維護和擴展Docker使用的分層存儲以及鏡像的技術(shù)，使得應(yīng)用重復(fù)部分的復(fù)用更為容易，也使得應(yīng)用的維護更新更加簡單，基于基礎(chǔ)鏡像進一步擴展鏡像也變得非常簡單。此外，Docker團隊同各個開源項目團隊一起維護了一大批高質(zhì)量的官方鏡像，既可以直接在生產(chǎn)環(huán)境使用，又可以作為基礎(chǔ)進一步定制，大大的降低了應(yīng)用服務(wù)的鏡像制作成本更輕松的遷移由于Docker確保了執(zhí)行環(huán)境的一致性，使得應(yīng)用的遷移更加容易。Docker可以在很多平臺上運行，無論是物理機、虛擬機、公有云、私有云，甚至是筆記本，其運行結(jié)果是一致的。因此用戶可以很輕易的將在一個平臺上運行的應(yīng)用，遷移到另一個平臺上，而不用擔(dān)心運行環(huán)境的變化導(dǎo)致應(yīng)用無法正常運行的情況Docker架構(gòu)Docker的核心組件：

鏡像（Image）、容器（Container）與倉庫（Repository）客戶端（DockerClient）、守護進程（Dockerdaemon）Docker架構(gòu)Dockerdaemon

是服務(wù)器組件，以

Linux

后臺服務(wù)的方式運行，是

Docker

最核心的后臺進程，我們也把它稱為守護進程。它負責(zé)響應(yīng)來自

DockerClient

的請求，然后將這些請求翻譯成系統(tǒng)調(diào)用完成容器管理操作。該進程會在后臺啟動一個

APIServer

，負責(zé)接收由

DockerClient

發(fā)送的請求，接收到的請求將通過Dockerdaemon

內(nèi)部的一個路由分發(fā)調(diào)度，由具體的函數(shù)來執(zhí)行請求

DockerClient是Docker

客戶端。它其實就是

Docker

提供命令行界面

(CLI)

工具，是許多Docker用戶與

Docker進行交互的主要方式?？蛻舳丝梢詷?gòu)建，運行和停止應(yīng)用程序，還可以遠程與Docker_Host進行交互。最常用的

Docker

客戶端就是docker

命令，我們可以通過

docker

命令很方便地在

host

上構(gòu)建和運行

docker

容器

Docker架構(gòu)DockerImage：Docker

鏡像可以看作是一個特殊的文件系統(tǒng)，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些為運行時準(zhǔn)備的一些配置參數(shù)（如匿名卷、環(huán)境變量、用戶等）。鏡像不包含任何動態(tài)數(shù)據(jù)，其內(nèi)容在構(gòu)建之后也不會被改變?？蓪?/p>

Docker

鏡像看成只讀模板，通過它可以創(chuàng)建

Docker

容器DockerRegistry：是存儲

dockerimage

的倉庫DockerContainer：Docker

容器就是

Docker

鏡像的運行實例，是真正運行項目程序、消耗系統(tǒng)資源、提供服務(wù)的地方。提供了系統(tǒng)硬件環(huán)境，可以使用

DockerImages

這些制作好的系統(tǒng)盤，再加上所編寫好的項目代碼，

run

一下就可以提供服務(wù)Docker與其他產(chǎn)品集成Docker使用C/S架構(gòu)，Docker引擎（DockerDaemon）作為服務(wù)器端，主要用來構(gòu)建、發(fā)布、分發(fā)和運行Docker容器；而Docker客戶端，目前提供CLI和RemoteAPI兩種方式，通過對DockerDaemon的通信，來控制管理遠程服務(wù)器的進程。其中Docker客戶端和Server可以運行在同一系統(tǒng)上，也可以通過Docker客戶端連接遠程的DockerDaemon，他們之間主要通過Socket和RESTfulAPI進行通信Docker容器安裝安裝Docker容器，使用命令：sudoapt-getupdate訪問源列表里的每個網(wǎng)址，讀取列表信息，進行軟件列表更新Docker容器安裝Docker容器安裝使用命令：sudoapt-getinstall安裝Docker容器Docker容器安裝啟動Docker服務(wù)DockerCompose簡介使用Docker的時候，定義Dockerfile文件，然后使用dockerbuild、dockerrun等命令操作容器。然而微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)一般包含若干個微服務(wù)，每個微服務(wù)一般都會部署多個實例，如果每個微服務(wù)都要手動啟停，那么效率之低，維護量之大可想而知。使用DockerCompose可以輕松、高效的管理容器，它是一個用于定義和運行多容器Docker的應(yīng)用程序工具DockerCompose簡介安裝DockerCompose可以通過下面命令自動下載適應(yīng)版本的Compose，并為安裝腳本添加執(zhí)行權(quán)限sudocurl-Lhttps:///docker/compose/release