優勢+工具+實踐=DevOps&Docker的企業級落地

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8月19日，來自微軟、數人云、京東、當當網的四位IT老兵，《一起吹響Container+集結號》，看Serverless、DevOps、微服務、CI/CD、分布式調度任務等技術，在各個場景中與Container發生的碰撞與交互。

數人云：DevOps&Docker已經逐步完成布道階段，在越來越多的場景中應用并且獲得顯著的效果，本文將闡述了兩者結合在一起的優勢以及相關實踐。

Docker通過模塊化、平臺獨立性、高效資源利用和快速安裝，顛覆了原有的應用部署交付等方法，幫助DevOps更好地落地，兩者結合的優勢有：

  • 快速交付
  • 實時更新應用
  • 版本可靠
  • 提高質量
  • 敏捷環境

什么是DevOps

敏捷開發基于適應性應用開發、持續改進、持續交付，因此DevOps的目標是在應用交付的各個團隊之間建立協作，并使應用交付過程自動化，從而不斷地測試、部署和監控新發布的版本。

DevOps將開發和運維協調在一起，尋求自動化過程以保證應用的質量，通過DevOps模式，Docker可以構建從GitHub代碼倉庫到應用部署的一個持續交付的通道，從GitHub代碼倉庫到應用部署。

DevOps如何結合Docker

Docker容器通過鏡像運行，可以在本地或者存儲庫（如Docker Hub）上使用，假設作為一個用例，MySQL數據庫或其他數據庫提供的新版本經常使用小BUG或補丁進行修復，如何在沒有延遲的情況下為終端用戶提供新版本？

Docker鏡像與代碼存儲庫相關聯——一個GitHub代碼倉庫或其他一些存儲庫，如AWS coUNK mit，若開發人員從GitHub代碼倉庫構建Docker鏡像，并使其在Docker Hub到最終用戶，如果最終用戶將Docker鏡像部署為容器，那么會有以下幾個單獨運行的階段：

1）將GitHub代碼倉庫構建到Docker鏡像中（使用Docker構建命令）

2）測試Docker鏡像（使用Docker run命令）

3）上傳Docker鏡像到Docker
Hub（使用Docker推送命令）

4）終端用戶下載Docker鏡像（使用Docker pull命令）

5）終端用戶運行一個Docker容器（使用Docker run命令）

6）終端用戶部署一個應用（如，使用AWS彈性Beanstalk）

7）終端用戶監控應用

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當新的MySQL數據庫在短時間內（可能僅僅一天），出現新的BUG，需要將過程重復。

但DevOps模式可以用于Docker鏡像從GitHub到部署，且不需要用戶或管理員進行干預。

DevOps的設計模式

DevOps的設計模式以持續集成、持續測試、持續交付和持續部署為中心，自動化、協作和持續監控是DevOps中使用的一些其他設計模式。

【持續集成】

持續集成是不斷地將源代碼集成到一個新的構建或發布的過程，源代碼可以在本地存儲中，也可以在GitHub或AWS CodeCommit中。

【持續測試】

連續測試新的構建或發布即持續測試，Jenkins之類的工具為持續測試提供了幾個特性：在Jenkins的每個階段都有用戶去輸入，它提供了一些插件，如Docker構建步驟插件，分別測試每個Docker應用階段：運行容器、上傳鏡像、停止容器。

【持續交付】

持續交付為終端用戶提供新的構建，以便在生產中部署，對于Docker應用，持續交付包括在Docker Hub或Amazon EC2容器等存儲庫中提供Docker鏡像的每個新版本/標記。

【持續部署】

持續部署是不斷地部署Docker鏡像的最新版本，每當一個Docker鏡像的新版本/標簽可用時，Docker鏡像就會被部署到生產環境中，Kubernetes 容器管理器已經提供了一些功能，如滾動更新，無需中斷即可將Docker鏡像升級到最新的服務，Jenkins滾動更新是自動化的，當Docker鏡像的新版本/標簽可用時，就會不斷更新。

【持續監控】

持續監控可以監控正在運行應用的過程，類似于Sematext可以監控Docker應用，部署Sematext Docker代理來監控Kubernetes的集群指標并收集日志。

【自動化】

對于Docker應用，可以自動安裝一些如Kubernetes這種非常復雜的工具，在其1.4版本中包含了名為Kubeadm的新工具，可以在Ubuntu和CentOS上自動安裝Kubernetes上，但CoreOS上不支持Kubeadm工具。

【協作】

協作涉及到跨團隊的工作和資源共享，如不同的開發團隊可以在GitHub庫中開發Docker鏡像的不同版本代碼，所有的Docker鏡像標簽都被構建并不斷上傳至Docker Hub，Jenkins提供了許多分支渠道項目，用于從GitHub存儲庫等存儲庫的多個分支中構建代碼。

DevOps的工具

Jenkins

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Jenkins是一種常用的自動化和持續交付工具，可用于不斷地構建、測試和交付Docker鏡像，Jenkins提供了幾個可以與Docker一起使用的插件，如Docker插件，Docker構建步驟插件，Amazon EC2插件。

  • 使用Amazon EC2插件，可以使用云配置為Jenkins的代理服務器動態提供實例。
  • Docker插件可以用來配置云，在Docker容器中運行Jenkins項目。
  • Docker構建步驟插件用于測試Docker鏡像的各個階段：構建鏡像、運行容器、將鏡像Push到 Docker Hub停止并刪除Docker。

CodeCommit & CodeBuild & Elastic Beanstalk

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AWS提供了一些DevOps工具：

CodeCommit是一個類似于GitHub的版本控制服務，用來存儲和管理源代碼文件，AWS CodeBuild用于構建和測試代碼的DevOps工具，需要構建的代碼可以從GitHub或coUNK mit持續集成，從CodeBuild中輸出的Docker鏡像可以上傳到Docker Hub，也可以在構建完成時上傳到Amazon EC2容器注冊中心。

CodeBuild提供持續且自動化的過程用于構建、測試、交付階段。

Elastic Beanstalk用于在云端部署和擴展Docker應用，提供了自動容量供應、負載均衡、容縮和監控，Beanstalk應用和環境可以從一個打包為ZIP文件的Dockerfile創建，該文件包含其他應用資源，或僅僅來自一個未打包的Dockerfile，或可以在Dockerrun.aws中制定Docker應用的配置，包括Docker鏡像和環境變量。Json文件是Dockerrun.aws的例子，列出了多個容器的配置，其中一個用于MySQL數據庫，另一個用戶Nginx服務器：

{
  "AWSEBDockerrunVersion": 2,
  "volumes": [
    {
      "name": "mysql-app",
      "host": {
        "sourcePath": "/var/app/current/mysql-app"
      }
    },
    {
      "name": "nginx-proxy-conf",
      "host": {
        "sourcePath": "/var/app/current/proxy/conf.d"
      }
    }
  ],
  "containerDefinitions": [
    {
      "name": "mysql-app",
      "image": "mysql",
      "environment": [
        {
            "name": "MYSQL_ROOT_PASSWORD",
            "value": "mysql"
        },
        {
            "name": "MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD",
            "value": "yes"
        },
        {
            "name": "MYSQL_DATABASE",
            "value": "mysqldb"
        },
        {
            "name": "MYSQL_PASSWORD",
            "value": "mysql"
        }
    ],
      "essential": true,
      "memory": 128,
      "mountPoints": [
        {
          "sourceVolume": "mysql-app",
          "containerPath": "/var/mysql",
          "readOnly": true
        }
      ]
    },
    {
      "name": "nginx-proxy",
      "image": "nginx",
      "essential": true,
      "memory": 128,
      "portMappings": [
        {
          "hostPort": 80,
          "containerPort": 80
        }
      ],
      "links": [
        "mysql-app"
      ],
      "mountPoints": [
        {
          "sourceVolume": "mysql-app",
          "containerPath": "/var/mysql",
          "readOnly": true
        },
        {
          "sourceVolume": "nginx-proxy-conf",
          "containerPath": "/etc/nginx/conf.d",
          "readOnly": true
        }
      ]
    }
  ]
}

Beanstalk應用程序部署的監控：


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DevOps&Docker的實踐

Docker Datacenter提供讓企業更容易建立內部CaaS環境，有助于企業應用交付。

Docker Datacenter（DDC）為企業提供了一種方法：可以讓開發者輕松地部署應用，而不必擔心從開發到生產的過程中產生的問題。

CaaS平臺提供容器和集群編排，通過為DDC構建云端模板，開發者和IT操作人員可以將Dockerzed應用遷移到云端。

DDC包括Docker Universal Control Plane（UCP）、The Docker Trusted Registry (DTR) , 和The Commercially Supported (CS) Docker Engine 。

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The Universal Control Plane

UCP是集群管理解決方案，可以安裝在本地或虛擬私有云上，UCP公開了標準的Docker API，可以繼續使用已知的工具管理集群，如仍然可以使用docker info 命令來查看集群的狀態：

Containers: 15
Images: 10
ServerVersion: swarm/1.1.3
Role: primary
Strategy: spread
Filters: health, port, dependency, affinity, constraint
Nodes: 2
 ucp: <UCP_IP>:<PORT>
   └ Status: Healthy
   └ Containers: 20
 ucp-replica: <UCP_REPLICA>:<PORT>
   └ Status: Healthy
   └ Containers: 10

使用Docker UCP，仍然可以管理基礎設施的節點：應用、容器、網絡、鏡像等，Docker UCP有內置身份驗證機制，支持LDAP和Active Directory及基于角色的訪問控制（RBAC），確保只有授權用戶能夠訪問并對集群進行更改。

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UCP是一個容器化的應用，允許管理一組同一Docker集群的節點，UCP的核心組件是名為UCP代理的全局調度服務，運行后將使用其他CUP組件部署容器。

The Docker Trusted Registry

安全性是開發者在企業采用Docker所面臨的最大挑戰之一，認識到這一挑戰以及企業需要繼續在整個網絡中簡化安全性，Docker引入了Docker Trusted Registry（DTR）。

DTR使用的身份驗證機制和Docker UCP相同將其內置，還支持RBAC，允許在必要時實現個性化的訪問控制策略。

部署Docker Datacenter

運行DDC主要有兩種選擇：部署整個堆棧，包括UCP和DTR在AWS上生成模板，或在Linux服務器上手動操作，在本案例中，將使用Docker CaaS（容器作為服務）提供的第二個選擇。

CaaS選項基本上是一個托管的SaaS解決方案，Docker引擎、UCP和DTR由Docker操作，容器節在服務器上運行，本文將鏈接到AWS環境作為案例，但其實也可以在本地環境中運行。

在AWS上部署節點集群

登錄到您的DDC賬戶（可以注冊試用Docer Datacenter版本）并在左側菜單中尋找云設置選項，如下圖所示，包含可以鏈接的支持公有云應用列表，用于創建和托管節點，可用Docker Datacenter進行管理。

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選擇AWS作為提供商，單擊Plug-and-Play圖表后，會出現對話框，需要進入Role Delegation ARN（請參閱：https://docs.docker.com/docker-cloud/infrastructure/link-aws/）

節點集群設置

鏈接到AWS環境后，進行基礎設施設置，如下圖所示：

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點擊創建后，將被重定向到配置頁面——會被要求輸入集群的配置參數：

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集群名稱沒有限制，也適用于標簽字段，允許提供關于想要創建集群的額外描述。

建議列表也隨后出現，作為提供者，必須選擇與自身賬戶鏈接的那個，字段本身只需要一個選擇，而且不局限于創建托管在不同提供者的節點集群。

繼續選擇AWS區域和網絡（VPC），如果將VPC默認設置為“Auto”那么所有的集群節點都將部署在一個新的自動創建的VPC中。

Type/Size字段用于配置每個節點的CPU和RAM數量，IAM角色可以不受影響，并保存默認值“None”剩下要配置的最后兩個字段是磁盤大小和節點數量，本文中，設置了10G的磁盤空間并創建了3個節點。

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點擊啟動節點集群后，將重定向到節點集群概覽界面，可以跟蹤集群的狀態，成功部署節點集群，部署的狀態就會出現在節點集群的名稱下。

再次點擊啟動節點集群，能看到云提供商發生更改，因為已經與Docker Datacenter相連，所有創建的節點都將在那里托管，可以在云平臺上用支持的方式進行監控。（參見Logz.io Docker日志收集器用于集中監控Docker環境的方法：https://logz.io/blog/logz-io-docker-log-collector/）

跨節點集群部署服務

接下來會詳細介紹如何跨節點集群部署服務，本文中將使用Nginx：

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點擊左側菜單欄中的“服務”，將顯示主視圖的服務面板，而后點擊右上角的“Create”按鈕，將被重定向到部署獲取權鏡像的方式。

除了Jumpstart部分和公共鏡像，還有一部分可以定義自己的存儲庫，從中提取鏡像，這里將使用公開可用的鏡像。

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在搜索Docker Hub區域內的文本框中輸入“Nginx”Enter后將看到與之匹配的可用鏡像列表，選擇第一項。

單擊列表項中的“Select”按鈕后，將重定向到Settings頁面，部署策略對以下事情非常重要：

  • 跨節點之間的負載均衡
  • 當容器崩潰時的選項：自動重啟和自動銷毀
  • 終止容器時的策略（此操作實際在終止時會破壞所有數據）
  • 自動重新部署選項：當新鏡像被推送或構建時自動重新部署服務
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為其他面板與端口添加運行命令、內存限制和CPU有關限制，本文實例中保留默認值即可。

而后是Ports部分，可以在這里選擇發布哪些端口，并對外部公開（以及哪些不公開），本案例中使用的是80和443。

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接下來配置環境變量、和其他服務的鏈接，如把API作為單獨的服務部署，NGINX服務器將請求重定向到API服務時，這些鏈接是有用的。

完成后，可以點擊“創建和部署“按鈕，將會重定向到服務概覽頁面，可以看到部署狀態，前面步驟中輸入的配置概述、容器、鏈接、環境變量，以及用于訪問NGINX服務器的DSN節點等等。

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如果單擊節點中提供的鏈接，則會看到Nginx歡迎頁面。
如前所述，除了連接AWS賬戶外，還支持內部節點，但都需要安裝支持的操作系統，單擊“在節點集群中自帶節點”按鈕，并在服務器中鍵入命令（在模式窗口內提供），并在數據中心內執行類似節點的操作。

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原文作者：
Deepak Vohra、Daniel Berman

原文鏈接：
http://logz.io/blog/docker-datacenter
https://www.toadworld.com/platforms/mysql/b/weblog/archive/2017/01/17/devops-for-docker-a-trend-for-2017

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