Praktický úvod do Docker a kontejnerů

• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (1) – od instalace po první kontejnery
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (2) – propojování
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (3) – víc najednou aneb něco užitečného s Docker Compose
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (4) – jak z nich získat maximum
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (5) – Docker Machine
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (6) – cluster hostitelů s Docker Swarm
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (7) – scheduler v Docker Swarm
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (8) – váš vlastní registr obrazů
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (9) – multi-host networking
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (10) – Windows kontejnery s Docker API
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (11) – Windows kontejnery s PowerShell
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (12) – Windows Hyper-V kontejner
• Praktický úvod do Docker a kontejnerů (13) – Swarm mode, service, balancing, scaling (v1.12)

Praktický úvod do Docker a kontejnerů (9) – multi-host networking

Na začátku seriálu jsme propojovali kontejnery starším způsobem vytvořením linku. Potíž je, že to bylo vymyšleno na spoje v rámci jednoho hostitele a to se nám, když už umíme využívat Swarm cluster hostitelů, moc nehodí. Dnes si vyzkoušíme nejjednodušší řešení s využitím nativního overlay ovladače.

Kromě nativního overlay řešení je možné Docker obohatit o driver třetí strany a získat tak ještě robustnější řešení, které například může řešit overlay SDN sítě pro kontejnerovou i hypervisorovou virtualizaci současně. Z aktuální nabídky je k dispozici Nuage a HPE DCN plugin, Weave, Project Calico nebo Contiv (Cisco). Ve fázi vývoje je také OpenStack Kuryr, Docker plugin, který přináší implementaci kontejnerové síťařiny OpenStack neutron způsobem (tedy získáte společnou nativní, tedy bez přídavku komponent mimo OpenStack projekt, SDN bázi pro hypervisorové i kontejnerové compute zdroje). Dnes se ale zaměříme na nativní Docker overlay ovladač.

Přípravné práce a sestavení clusteru

Overlay networking dává smysl především v clusteru hostitelů, takže budeme chtít sestavit Docker Swarm cluster. Na to použijeme jako minule Docker Machine. Bude tady ale jeden rozdíl. Docker overlay networking potřebuje key-value store a nestačí mu jen jednoduchá služba v cloudu (jakou jsme použili v článku o Swarm). Tentokrát si tedy cluster sestavíme se svým vlastním key-value storem a použijeme můj nejoblíbenější – Consul.

Nasadíme opět docker-machine (v mém případě s VirtualBox driverem, ale stejně tak můžete použít OpenStack driver pro IaaS nebo OneView driver pro bare metal službu na vašich HPE serverech) k vytvoření nového hostitele (pro přehled ho pojmenuji consul).

docker-machine create -d virtualbox consul

Running pre-create checks...
Creating machine...
(consul) Creating VirtualBox VM...
(consul) Creating SSH key...
(consul) Starting VM...
Waiting for machine to be running, this may take a few minutes...
Machine is running, waiting for SSH to be available...
Detecting operating system of created instance...
Detecting the provisioner...
Provisioning with boot2docker...
Copying certs to the local machine directory...
Copying certs to the remote machine...
Setting Docker configuration on the remote daemon...
Checking connection to Docker...
Docker is up and running!
To see how to connect Docker to this machine, run: docker-machine env consul

Načtěme si teď proměnné pro Docker klienta (Windows verze).

docker-machine env consul

export DOCKER_TLS_VERIFY="1"
export DOCKER_HOST="tcp://192.168.99.107:2376"
export DOCKER_CERT_PATH="C:\Users\kubicat\.docker\machine\machines\consul"
export DOCKER_MACHINE_NAME="consul"
# Run this command to configure your shell:
# eval "$(docker-machine env consul)"

set DOCKER_HOST=tcp://192.168.99.107:2376
set DOCKER_CERT_PATH=C:\Users\kubicat\.docker\machine\machines\consul

Consul key-value store je k dispozici jako hotový Docker kontejner, takže nemusíme nic složitě instalovat. Spusťte ho a publikujte příslušný port.

docker run -d -p "8500:8500" -h "consul" progrium/consul -server -bootstrap

Unable to find image 'progrium/consul:latest' locally
latest: Pulling from progrium/consul
3b4d28ce80e4: Pull complete ================================================>] 2.475 MB/2.475 MBB
e5ab901dcf2d: Pull complete ================================================>]  4.18 MB/4.18 MBB
30ad296c0ea0: Pull complete ================================================>] 4.777 MB/4.777 MBB
3dba40dec256: Pull complete ================================================>] 4.785 MB/4.785 MBB
f2ef4387b95e: Pull complete ================================================>] 251.7 kB/251.7 kBB
53bc8dcc4791: Pull complete ================================================>] 252.3 kB/252.3 kBB
75ed0b50ba1d: Pull complete ================================================>] 4.655 MB/4.655 MBB
17c3a7ed5521: Pull complete ================================================>] 4.655 MB/4.655 MBB
8aca9e0ecf68: Pull complete ================================================>]    243 B/243 BB
4d1828359d36: Pull complete ================================================>]     32 B/32 BB
46ed7df7f742: Pull complete ================================================>]    634 B/634 BB
b5e8ce623ef8: Pull complete ================================================>]    427 B/427 BB
049dca6ef253: Pull complete ================================================>]    335 B/335 BB
bdb608bc4555: Pull complete ================================================>]     32 B/32 BB
8b3d489cfb73: Pull complete ================================================>]     32 B/32 BB
c74500bbce24: Pull complete ================================================>]     32 B/32 BB
9f3e605442f6: Pull complete ================================================>]     32 B/32 BB
d9125e9e799b: Pull complete ================================================>]     32 B/32 BB
Digest: sha256:8cc8023462905929df9a79ff67ee435a36848ce7a10f18d6d0faba9306b97274
Status: Downloaded newer image for progrium/consul:latest
90a00d1609f2e87559b46cbe3efcb5361980348d2a753a6f8bc7d45c3c6bb174

Zjistěme si IP adresu hostitele.

docker-machine ip consul

192.168.99.107

Teď už můžeme použít docker-machine k vytvoření několika hostitelů a předat jim parametry pro vytvoření Swarm clusteru. Tím je adresa na náš Consul key-value store, který jsme před schvilkou vytvořili a také definice swarm mastera a členů.

docker-machine create -d virtualbox --swarm --swarm-master --swarm-discovery="consul://192.168.99.107:8500" --engine-opt="cluster-store=consul://192.168.99.107:8500" --engine-opt="cluster-advertise=eth1:2376" master

docker-machine create -d virtualbox --swarm --swarm-discovery="consul://192.168.99.107:8500" --engine-opt="cluster-store=consul://192.168.99.107:8500" --engine-opt="cluster-advertise=eth1:2376" node1

docker-machine create -d virtualbox --swarm --swarm-discovery="consul://192.168.99.107:8500" --engine-opt="cluster-store=consul://192.168.99.107:8500" --engine-opt="cluster-advertise=eth1:2376" node2

Vypišme si hotové Docker hostitele.

docker-machine ls

NAME     ACTIVE   DRIVER       STATE     URL                         SWARM             DOCKER   ERRORS
consul   *        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.107:2376                     v1.9.1
master   -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.108:2376   master (master)   v1.9.1
node1    -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.109:2376   master            v1.9.1
node2    -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.110:2376   master            v1.9.1

Nová overlay síť

Namiřme Docker klienta na Swarm mastera (Windows stylem).

docker-machine env --swarm master
export DOCKER_TLS_VERIFY="1"
export DOCKER_HOST="tcp://192.168.99.108:3376"
export DOCKER_CERT_PATH="C:\Users\kubicat\.docker\machine\machines\master"
export DOCKER_MACHINE_NAME="master"
# Run this command to configure your shell:
# eval "$(docker-machine env --swarm master)"

set DOCKER_HOST=tcp://192.168.99.108:3376
set DOCKER_CERT_PATH=C:\Users\kubicat\.docker\machine\machines\master

Vytvoříme si teď novou sít s tím, že specifikujeme driver “overlay”, tedy nativní Docker multi-host networking. Na tomto místě můžete použít i jiné ovladače jako je Weave nebo Nuage / HPE DCN.

docker network create --driver overlay mujNet
fd7cd19ed86396989b5085599e0a5eb83b959dc855691133e81ed0ab134b99ab

Vypišme si všechny sítě. Uvidíme “klasický” Docker networking pro single-host propojení nebo vystavení portu kontejneru pod IP adresu hostitele – kromě toho tam ale už je mujNet s driverem overlay.

docker network ls

NETWORK ID          NAME                DRIVER
8f99ac2bb2fd        master/bridge       bridge
a2245ab423fd        master/host         host
169ae451121e        node2/host          host
ddc43adbf43d        node2/bridge        bridge
fd7cd19ed863        mujNet              overlay
c9d570a8eb2c        master/none         null
03678a360f5d        node1/host          host
788a39011735        node1/bridge        bridge
3d653ae6dd61        node1/none          null
3da9a4ace4ec        node2/none          null

Pojďme spustit pět kontejnerů (Swarm je bude rozhazovat na hostitele, takže určitě vznikne potřeba multi-host propojení). Při spouštění řekneme, že kontejner bude v síti mujNet. Kontejner spustíme s procesem “tail -f /dev/null”, tedy nekonečný proces díky kterému zůstane kontejner běžet.

docker run -d --name app1 --net mujNet ubuntu tail -f /dev/null
docker run -d --name app2 --net mujNet ubuntu tail -f /dev/null
docker run -d --name app3 --net mujNet ubuntu tail -f /dev/null
docker run -d --name app4 --net mujNet ubuntu tail -f /dev/null
docker run -d --name app5 --net mujNet ubuntu tail -f /dev/null

Koukněme se, na kterém hostiteli naše kontejnery běží.

docker ps

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND               CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
34b0b1da54ac        ubuntu              "tail -f /dev/null"   33 minutes ago      Up 33 minutes                           node2/app5
d1097b8250db        ubuntu              "tail -f /dev/null"   33 minutes ago      Up 33 minutes                           node1/app4
e3b429d19ee9        ubuntu              "tail -f /dev/null"   33 minutes ago      Up 33 minutes                           master/app3
817cb04efb4d        ubuntu              "tail -f /dev/null"   33 minutes ago      Up 33 minutes                           node1/app2
ac48e801840e        ubuntu              "tail -f /dev/null"   33 minutes ago      Up 33 minutes                           node2/app1

Vyzkoušíme

Overlay driver nejen propojuje kontejnery overlay způsobem (VXLAN), ale také zprostředkovává překlad jmen (to je velmi praktické). Můžeme tak z kontejneru komunikovat s ostatními ve stejné síti použitím jejich jména.

Zkusíme vytvořit šestý kontejner interaktivním způsobem a z něj spustíme ping na ostatní.

docker run -it --name client --net mujNet ubuntu /bin/bash
root@21d7f7a750cf:/# ping -c 1 app1
PING app1 (10.0.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from app1 (10.0.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.605 ms

--- app1 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.605/0.605/0.605/0.000 ms
root@21d7f7a750cf:/# ping -c 1 app2
PING app2 (10.0.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from app2 (10.0.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.487 ms
...
root@21d7f7a750cf:/# ping -c 1 app3
PING app3 (10.0.0.4) 56(84) bytes of data.
64 bytes from app3 (10.0.0.4): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.288 ms
...
root@21d7f7a750cf:/# ping -c 1 app4
PING app4 (10.0.0.5) 56(84) bytes of data.
64 bytes from app4 (10.0.0.5): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.521 ms
...
root@21d7f7a750cf:/# ping -c 1 app5
PING app5 (10.0.0.6) 56(84) bytes of data.
64 bytes from app5.mujNet (10.0.0.6): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.546 ms
...

Nativní Docker overlay driver nám umožní i kombinaci s klasickým bridge pojetím včetně vystavení portu do okolí (tedy přes IP adresu hostitele) nebo NAT směrem do Internetu – ale o tom až někdy příště.

Dnes jsme si ukázali propojování kontejnerů bez ohledu na to, na jakém hostiteli běží. Využili jsme nativní Docker overlay implementaci VXLAN, která zajistí izolaci od ostatních sítí.