Laboratorul 02 - Docker Compose și Docker Swarm

Docker Compose

În mod clasic, pentru rularea unor containere, este nevoie să rulați comanda aferentă de rulare (docker run) și să dați toți parametrii necesari. Acest proces poate deveni anevoios dacă este repetat pentru pornirea mai multor containere. Un mod de a „salva” configurația de rulare este să ne creăm scripturi. Problema în rularea mai multor scripturi este pierderea uniformității în configurare (ce container la ce rețea se conectează, cu cine comunică, etc.).

Docker Compose este un utilitar creat de către Docker folosit pentru centralizarea configurării de rulare a containerelor în manieră declarativă. Utilizând fișiere de configurare YAML (Yet Another Markup Language), Docker Compose centralizează procesul de configurare într-o manieră naturală, declarativă.

Mai mult decât atât, formatul pentru fișierele Compose este utilizat și în cadrul Docker Swarm, orchestratorul creat de Docker pentru gestiunea serviciilor Docker, despre care vom discuta mai târziu.

Veți observa că, în acest laborator, folosim termenii de servicii și containere în mod interschimbabil. Acest lucru se întâmplă pentru că Docker Swarm lucrează cu servicii, în timp ce Docker Compose cu containere. Ne referim la ambii termeni în același context deoarece configurația este, în proporție de 90%, identică, indiferent de utilizarea Swarm sau Compose.

Instalare

Pentru sisteme Windows și MacOS, Docker Compose face parte din instalarea de Docker Desktop for Windows/Mac. Pentru Linux, instalarea se realizează conform ghidului oficial.

Elemente cheie

Formatul unui fișier YAML

Fișierele YAML sunt folosite de obicei pentru a scrie configurări în mod declarativ. Formatul este unul foarte ușor de înțeles și folosit, astfel:

  • se folosesc elemente de tip „cheie:valoare”
  • aliniatele indentate reprezintă proprietăți copii ale paragrafelor anterioare
  • listele se delimitează prin „-”.
Exemplu de fișier Docker Compose
# docker-compose.yml
version: "3.8"
services:
    api:
        build: . # construiește imaginea dintr-un Dockerfile
        image: nume-imagine-registru:versiune # folosește o imagine din registrul curent
        environment:
            NODE_ENV: development
            VARIABILA_DE_MEDIU: valoare
        ports:
            - "5000:80"
        networks:
            - network-laborator-2

    postgres:
        image: postgres:12
        secrets:
            - parola-mea-ultra-secreta
        environment:
            PGPASSWORD_FILE: /run/secrets/parola-mea-ultra-secreta
        volumes:
            - volum-laborator-2:/var/lib/postgresql/data
            - ./scripturi-initializare/init-db.sql:/docker-entrypoint-init.d/init-db.sql
        networks:
            - network-laborator-2

volumes:
    volum-laborator-2:

networks:
    network-laborator-2:

secrets:
    parola-mea-ultra-secreta:
        file: './parola-mea-nu-atat-de-secreta.txt'

= Version =

Descrie ce funcționalități vor fi încărcate la rularea utilitarului Docker Compose.

Este obligatoriu să treceți versiunea în orice fișier Docker Compose.

= Services =

Descrie serviciile/containerele ce vor rula după ce configurația este pornită de către Compose. Fiecare serviciu reprezintă un container care va avea numele și configurația serviciului. În exemplul de mai sus, containerele se vor numi api și postgres. Cele mai importante proprietăți ale services sunt următoarele:

  • build - specifică directorul unde se află Dockerfile-ul de la care se va efectua construirea containerului
  • image - specifică numele imaginii folosite pentru rularea containerului
  • ports - o listă de intrări de tipul „port_gazdă:port_serviciu” unde este realizată expunerea și maparea de porturi
  • volumes - o listă de intrări de tipul „volum_gazdă:cale_serviciu” unde sunt precizate mapările de volume; aceleași reguli care se aplică la rularea clasică sunt menținute și aici; „volum_gazdă” poate fi un volum standard sau un bind mount
  • networks - lista de rețele din care face parte serviciul/containerul
  • secrets - lista de secrete ce vor fi folosite în cadrul serviciului/containerului
  • environment - obiect cu intrări de tipul „nume_variabilă_mediu_serviciu:valoare” care injectează variabilele de mediu specificate la rularea serviciului/containerului.

Opțiunile build și image sunt disjuncte.

Secretele trebuie trecute și în cadrul variabilelor de mediu, conform documentației. De exemplu, în configurația Postgres, secretele trebuie trecute în variabile de mediu speciale, sufixate cu _FILE, alături de calea lor completă (adică /run/secrets/NUME_SECRET).

= Volumes =

Descrie volumele utilizate în cadrul configurației. Volumele se trec sub formă de obiecte. Dacă nu se dorește schimbarea configurației implicite, valoarea este un câmp gol.

Proprietatea top-level volumes trebuie scrisă pe același nivel de indentare ca services. Nu trebuie confundată cu proprietatea copil volumes din interiorul configurației serviciilor.

= Networks =

Descrie rețelele utilizate în cadrul configurației. Rețelele se trec sub formă de obiecte. Dacă nu se dorește schimbarea configurației implicite, valoarea este un câmp gol. Un exemplu de configurație de rețea este următorul (unde folosim o rețea care deja există, pentru că a fost creată independent de fișierul Docker Compose):

networks:
    reteaua-mea-care-de-fapt-exista:
        external: true
        name: reteaua-originala-care-deja-exista

În cazul de mai sus, reteaua-mea-care-de-fapt-exista este doar o „redenumire” a unei rețele deja existente.

Proprietatea top-level networks trebuie scrisă pe același nivel de indentare ca services. Nu trebuie confundată cu proprietatea copil networks din interiorul configurației serviciilor.

= Secrets =

Descrie secretele utilizate în cadrul configurației. Acestea rețin informații sensibile într-o manieră securizată, criptată, în cadrul Swarm. În Compose, secretele nu sunt securizate, însă au fost introduse pentru a ușura tranziția către Swarm. În cadrul Docker Compose, secretele pot proveni doar din fișiere externe, care trebuie specificate pentru fiecare secret în parte.

Proprietatea top-level secrets este scrisă pe același nivel de indentare ca services. Nu trebuie confundată cu proprietatea copil secrets din interiorul configurației serviciilor.

Comenzi Docker Compose

Comenzile pentru interacțiunea cu Docker Compose seamănă, ca sintaxă, cu cele clasice de Docker atât pentru versiunea 1 cât și pentru versiunea 2. Mai jos, puteți observa cele mai utilizate comenzi. Pentru versiunea 1, utilitarul este “docker-compose”, iar pentru versiunea 2 utilitarul este tot “docker” cu parametrul “compose”, iar pe restul le puteți studia în documentația oficială pentru versiunea 1 respectiv documentația oficială pentru versiunea 2. Diferența principala între versiunea 1 si 2 este ca exista mai multe opțiuni cum ar fi listarea stivelor de containere prin opțiunea “ls”.

$ docker-compose start                       # pornește containerele V1
$ docker-compose stop                        # oprește containerele V1
$ docker-compose pause                       # pune în stare de pauză containerele unui serviciu (se trimite SIGPAUSE) V1
$ docker-compose unpause                     # scoate din starea de pauză containerele V1
$ docker-compose ps                          # listează containerele active V1
$ docker-compose up                          # face build, recreează, pornește și atașează containere la un serviciu V1
$ docker-compose up -d                       # serviciile rulează în fundal, detașate de terminalul care le-a inițializat V1
$ docker-compose up --build                  # creează imaginile înainte de pornire V1
$ docker-compose -f my-docker-compose.yml up # se folosește fișierul de Compose specificat în loc de cel implicit V1
$ docker-compose down                        # oprește containerele și le șterge, împreună cu rețelele, volumele și imaginile create la up V1
$ docker-compose rm                          # șterge toate containerele oprite (se poate specifica la final și numele containerului care trebuie șters) V1
$ docker-compose rm -s -v                    # cu -s se opresc toate containerele și cu -v se șterg și volumele anonime atașate V1
$ docker compose start                       # pornește containerele V2
$ docker compose pause                       # pune în stare de pauză containerele unui serviciu (se trimite SIGPAUSE) V2
$ docker compose unpause                     # scoate din starea de pauză containerele V2
$ docker compose ps                          # listează containerele active V2
$ docker compose ls                          # listează toate stivele de containere V2
$ docker compose -p my-project -f my-docker-compose.yml up # se folosește fișierul de Compose specificat în loc de cel implicit si cu un nume de proiect V2
$ docker compose down                        # oprește containerele și le șterge, împreună cu rețelele, volumele și imaginile create la up V2
$ docker compose rm                          # șterge toate containerele oprite (se poate specifica la final și numele containerului care trebuie șters) V2
$ docker compose rm -s -v                    # cu -s se opresc toate containerele și cu -v se șterg și volumele anonime atașate V2

Combinarea mai multor fișiere Docker Compose

Docker Compose este recomandat să fie utilizat doar în etapa de dezvoltare locală. Pentru medii de testare sau producție, se folosește Docker Swarm (sau alte orchestratoare, precum Kubernetes).

Tocmai pentru că este folosit în etapa de dezvoltare, Docker Compose are un mecanism de a combina mai multe fișiere Compose pentru a crea diferite configurații de rulare, fără a replica părțile comune.

Pentru a rula o configurație de Compose bazată pe mai multe fișiere YAML, puteți folosi comanda de mai jos.

$ docker-compose -f fisier-compose-1.yml -f fisier-compose-2.yml up --build        # V1
$ docker compose -f fisier-compose-1.yml -f fisier-compose-2.yml up --build        # V2

În comanda de mai sus, informațiile din fisier-compose-2.yml vor suprascrie/completa informațiile din fisier-compose-1.yml. Acest lucru este util pentru a testa rapid diverse configurații.

Docker Swarm

În continuare, vom face tranziția de la Docker Compose la Docker Swarm, orchestratorul de servicii oferit de Docker. Acesta are rolul de a gestiona servicii de Docker pe una sau mai multe mașini într-o rețea (într-un cluster) de mașini fizice și/sau virtuale. Spre deosebire de Docker Compose, care rulează containere pe o singură gazdă, Docker Swarm rulează servicii între mai multe gazde. La fel ca și Compose, Docker Swarm folosește fișiere de configurare YAML.

Arhitectura Docker Swarm

Docker Swarm se bazează pe algoritmul distribuit Raft, cu ajutorul căruia se menține consistentă starea internă a întregului cluster. În plus, traficul dintre nodurile din Swarm este criptat de către Raft. În imaginea de mai jos (preluată din documentația oficială), se poate observa arhitectura unui cluster Docker Swarm.

Mașinile gazdă care fac parte dintr-un Swarm se numesc noduri și pot avea două roluri:

  • manager - rol administrativ și funcțional; menține consistența clusterului, lansează în execuție servicii, expune endpoint-uri de rețea
  • worker - rol funcțional; execută serviciile.

Dintre toate nodurile manager, un singur nod este leader, care are rolul de a crea task-uri și de a face logging. Task-urile sunt distribuite apoi nodurilor manager.

Întotdeauna trebuie să existe un nod leader.

Deoarece toleranța este de (N - 1) / 2 noduri manager picate, este indicat să avem un număr impar de noduri și un număr impar de manageri. Docker recomanda 3, 5 sau 7 manageri.

Crearea unui Docker Swarm

Odată ce avem un cluster de mașini pe care rulează Docker, ne putem inițializa un Docker Swarm. Astfel, putem rula următoarea comandă pe nodul care va fi leader (opțiunea --advertise-addr este necesară atunci când nodul are mai multe interfețe de rețea și trebuie specificat pe care din ele se face advertising):

$ docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.100
 
Swarm initialized: current node (qtyx0t5z275wp46wibcznx8g5) is now a manager.
To add a worker to this swarm, run the following command:
    docker swarm join --token SWMTKN-1-4hd41nyin8kn1wx4bscnnt3e98xtlvyxw578qwxijw65jp1a3q-32rl6525xriofd5xmv0c1k5vj 192.168.99.100:2377
To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

Așa cum se poate observa, comanda de mai sus generează alte două comenzi pe care le putem folosi pentru a introduce alte noduri în cluster, atât ca worker, cât și ca manager.

Putem verifica dacă swarm-ul a fost creat cu succes dând comanda de mai jos pe mașina leader (unde avem două noduri numite node1 și node2, primul din ele fiind leader, iar al doilea worker):

$ docker node ls
 
ID                            HOSTNAME     STATUS       AVAILABILITY      MANAGER STATUS
qtyx0t5z275wp46wibcznx8g5 *   node1        Ready        Active            Leader
0xbb9al1kuvn0jcapxiqni29z     node2        Ready        Active      

Servicii și stive de servicii Docker Swarm

Atunci când vorbim de deployment-ul unei aplicații în Docker Swarm, trecem de la noțiunea de container la noțiunea de serviciu. Un serviciu Docker reprezintă o colecție de task-uri (unul sau mai multe), iar un task reprezintă un container. Așadar, un serviciu este format din unul sau mai multe containere identice. Serviciul controlează ciclul de viață al containerelor, încercând întotdeauna să mențină starea containerelor oferite în configurație. Cu alte cuvinte, un serviciu reprezintă un set de containere cu orchestrare.

Mai departe, o stivă de servicii reprezintă mai multe astfel de servicii grupate în același spațiu de nume. Putem vizualiza o stivă de servicii ca fiind o aplicație Docker formată din mai multe servicii. Cel mai facil mod de a defini o stivă de servicii este prin intermediul unui fișier Docker Compose, așa cum am văzut mai devreme. Comportamentul serviciilor dintr-o stivă este similar cu cel al containerelor din Docker Compose, doar că politica de denumire este diferită.

Orice entitate creată într-o stivă (serviciu, volum, rețea, secret) va fi prefixată de NUME-STIVA_.

Docker Swarm are acces la o colecție nouă de opțiuni în cadrul fișierului YAML de Compose, ce vor fi trecute în proprietatea deploy a unui serviciu. Imaginea de mai jos prezintă un fragment de fișier Docker Compose unde se exemplifică o parte din aceste opțiuni noi:

[...]
services:
  web:
    image: myimage
    deploy:
      replicas: 4
      resources:
        limits:
          cpus: "0.2"
          memory: 50M
      restart_policy:
        condition: on-failure
[...]

În fragmentul de fișier YAML de mai sus, se rulează un serviciu numit web care are patru copii. Astfel, vor exista patru containere diferite care rulează imaginea myimage, oricare din ele putând răspunde la cereri pentru serviciul web, în funcție de încărcare. De asemenea, fiecare instanță este limitată la 20% CPU (pe toate core-urile) și 50 MB de RAM. Nu în ultimul rând, un container al serviciului web se restartează imediat ce întâlnește o eroare (scopul final fiind ca, la orice moment de timp, să existe 4 copii ale containerului în rețea).

Rețele Swarm

Spre deosebire de Docker clasic și Compose, rețelele create în Swarm nu mai sunt de tip bridge, ci de tip overlay. O rețea de tip overlay este o rețea care se întinde peste toate nodurile dintr-un swarm. Din acest motiv, porturile publice expuse vor fi unice per rețea. Așadar, nu pot fi expuse două porturi 3000 din două servicii diferite care se conectează la aceeași rețea overlay.

Docker Swarm realizează balansare a încărcării la nivelul rețelei.

Un serviciu la care s-a făcut deploy pe un anumit port totdeauna va avea acel port rezervat, indiferent pe ce nod rulează de fapt containerul sau containerele sale. Diagrama de mai jos (preluată din documentația oficială) prezintă o situație în care avem un serviciu numit my-web publicat pe portul 8080 într-un cluster cu trei noduri. Se poate observa că, dacă ne conectăm pe portul 8080 de pe oricare adresă IP de nod din cluster, vom fi redirecționați către un container care rulează serviciul specific portului extern 8080, indiferent de nodul pe care rulează.

Secrete Swarm

Secretele din Swarm trebuie create înainte de a fi rulată configurația. Putem folosi următoarea comandă:

$ docker secret create mysecret file.txt
 
fm49ig0i8x9pdq0xxa8wdchoy

Putem lista secretele existente astfel:

$ docker secret ls
 
ID                          NAME       DRIVER    CREATED         UPDATED
fm49ig0i8x9pdq0xxa8wdchoy   mysecret             3 seconds ago   3 seconds ago

Secretele din Swarm sunt criptate în Raft și deci este recomandat să fie folosite în producție.

Diferențe între Docker Swarm și Docker Compose

Exista câteva diferențe între Swarm și Compose la nivelul fișierelor declarative YAML:

  • deoarece Swarm rulează servicii în rețea, nu poate exista cuvântul-cheie build; serviciile trebuie obligatoriu să fie rulate pe baza unor imagini deja existente într-un registru
  • stivele de servicii nu accepta fișiere .env (spre deosebire de Docker Compose)
  • Docker Compose rulează containere în mod single-host, pe când Docker Swarm orchestrează servicii în mod multi-host.
Pornirea unei stive de servicii în Docker Swarm

Odată ce swarm-ul Docker a fost creat și inițializat, comanda prin care se face deployment la o stivă de servicii este următoarea (unde configurația se găsește în fișierul my_stack.yml, iar numele stivei va fi lab2):

$ docker stack deploy -c my_stack.yml lab2

Dacă folosim un registru diferit de Docker (precum GitLab Container Registry), este nevoie să fim autentificați și să adăugăm opțiunea -–with-registry-auth atunci când lansăm o stivă de servicii.

Odată ce o stivă de servicii a fost pornită, putem să îi vedem statusul prin următoarea comandă:

$ docker stack ps lab2                                                                                                     
 
ID             NAME                   IMAGE                                   NODE      DESIRED STATE    CURRENT STATE           ERROR               PORTS
cuktma92gm62   lab2_adminer.1         adminer:latest                          myvm2     Running          Running 9 minutes ago                       
njak2qzaobtt   lab2_db.1              postgres:12                             myvm1     Running          Running 8 minutes ago                       
m811buil7e63   lab2_io-service.1      mobylab/idp-laborator2-io:latest        myvm1     Running          Running 9 minutes ago                       
jnfw37e34kz3   lab2_books-service.1   mobylab/idp-laborator2-books:latest     myvm1     Running          Running 9 minutes ago                       
pzlzkgsxxc00   lab2_gateway.1         mobylab/idp-laborator2-gateway:latest   myvm2     Running          Running 9 minutes ago                       
kpaahb931rbq   lab2_io-service.2      mobylab/idp-laborator2-io:latest        myvm1     Running          Running 9 minutes ago                       
num87yijgxrg   lab2_books-service.2   mobylab/idp-laborator2-books:latest     myvm2     Running          Running 9 minutes ago                       
d9m63k9h7ium   lab2_gateway.2         mobylab/idp-laborator2-gateway:latest   myvm1     Running          Running 9 minutes ago                       
lkmy60wpy0gv   lab2_io-service.3      mobylab/idp-laborator2-io:latest        myvm2     Running          Running 9 minutes ago                       
fy21iizn0reb   lab2_gateway.3         mobylab/idp-laborator2-gateway:latest   myvm2     Running          Running 9 minutes ago                       

De asemenea, putem vedea lista de stive pornite astfel:

$ docker stack ls                                                                                                           
 
NAME      SERVICES      ORCHESTRATOR
lab2      5             Swarm

Putem vedea lista de servicii (din toate stivele pornite) astfel:

$ docker service ls                                                                                                         
 
ID               NAME                 MODE           REPLICAS               IMAGE                                  PORTS
dekzzyais8g7     lab2_adminer         replicated     1/1                    adminer:latest                         *:8080->8080/tcp
74y84hvq4irn     lab2_books-service   replicated     2/2 (max 1 per node)   mobylab/idp-laborator2-books:latest     
ns9mxet1rkx5     lab2_db              replicated     1/1                    postgres:12                             
dh3sv3q74fy6     lab2_gateway         replicated     3/3 (max 2 per node)   mobylab/idp-laborator2-gateway:latest  *:3000->80/tcp
ru0rd7g2ypu8     lab2_io-service      replicated     3/3 (max 2 per node)   mobylab/idp-laborator2-io:latest

Deployment-ul unui cluster Docker

În cadrul laboratoarelor de IDP, avem două variante principale cu ajutorul cărora putem să ne creăm un cluster Docker format din mai multe mașini: Docker Machine sau Play with Docker.

Docker Machine

Recent, Docker Machine a devenit deprecated, deci cei de la Docker nu mai mențin acest proiect. Puteți totuși testa un deployment multi-nod folosind Docker Machine, dar vă recomandăm varianta Play with Docker sau un cluster propriu (fizic sau virtual).

Docker Machine este un utilitar care permite rularea Docker Engine pe gazde virtuale (atât local, cât și în cloud, la provideri ca AWS, Azure sau DigitalOcean), precum și gestiunea facilă a acestora din terminal. Docker Machine trebuie instalat separat de Docker, conform documentației oficiale.

În Docker Machine, putem folosi drivere pentru a crea noduri virtuale configurate pentru a rula Docker. Exista drivere pentru a crea noduri direct în cloud, dar și drivere pentru a crea mașini virtuale pe gazda locală. În exemplul de mai jos, se creează un nod virtual local folosind driverul pentru VirtualBox:

$ docker-machine create --driver virtualbox myvm1

Running pre-create checks...
Creating machine...
(myvm1) Copying /home/radu/.docker/machine/cache/boot2docker.iso to /home/radu/.docker/machine/machines/myvm1/boot2docker.iso...
(myvm1) Creating VirtualBox VM...
(myvm1) Creating SSH key...
(myvm1) Starting the VM...
(myvm1) Check network to re-create if needed...
(myvm1) Waiting for an IP...
Waiting for machine to be running, this may take a few minutes...
Detecting operating system of created instance...
Waiting for SSH to be available...
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 your Docker Client to the Docker Engine running on this virtual machine, run: docker-machine env myvm1

Putem verifica rularea corectă a comenzilor și alte informații utile despre starea nodurilor virtuale astfel:

$ docker-machine ls
NAME    ACTIVE   DRIVER       STATE     URL                         SWARM   DOCKER        ERRORS
myvm1   -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.100:2376           v17.09.0-ce   

Prin comanda docker-machine ssh, putem trimite comenzi prin SSH către un nod virtual Docker pe care îl specificăm prin nume, așa cum se poate observa mai jos.

$ docker-machine ssh myvm1 "ls -la"

În mod similar, există și comanda docker-machine scp:

$ docker-machine scp file.txt myvm1:.

De asemenea, există și comenzi pentru oprirea, respectiv ștergerea, nodurilor virtuale create.

$ docker-machine stop myvm1
$ docker-machine rm myvm1
Play with Docker

Play with Docker este un mediu online de învățare Docker ce oferă mașini virtuale pe o durată de 4 ore.

Comenzi utile

Interacțiune servicii

Aceste comenzi pot fi rulate doar de pe noduri manager.

$ docker service create --name <NUME_SERVICIU> <IMAGINE_DOCKER> # creează un serviciu pornind de la o imagine
$ docker service ls                                             # afișează toate serviciile din sistem
$ docker service inspect <NUME_SERVICIU>                        # afișează informații despre un serviciu
$ docker service logs –f <NUME_SERVICIU>                        # afișează log-urile unui serviciu
$ docker service ps <NUME_SERVICIU>                             # afișează task-urile (și statusurile lor) pentru un serviciu
$ docker service update --replicas <N> <NUME_SERVICIU>          # actualizează serviciul, replicând containerele de N ori
$ docker service rm <NUME_SERVICIU>                             # șterge un serviciu
Interacțiune cluster

Aceste comenzi pot fi rulate doar de pe noduri manager.

$ docker node ls                            # afișează nodurile din cluster
$ docker node promote <NUME_NOD>            # promovează nodul din worker în manager
$ docker node demote <NUME_NOD>             # retrogradează nodul din manager în worker
$ docker swarm init [--advertise-addr <IP>] # creează un cluster Docker
$ docker swarm join --token <TOKEN> <IP>    # se alătură unui cluster Docker
Docker Machine
$ docker-machine create [--driver <DRIVER>] <NUME> # creează o mașină virtuală Docker
$ docker-machine start <NUME>                      # pornește o mașină virtuală Docker
$ docker-machine stop <NUME>                       # oprește o mașină virtuală Docker
$ docker-machine rm <NUME>                         # șterge o mașină virtuală Docker
$ docker-machine ls                                # listează toate mașinile virtuale Docker
$ docker-machine ssh <NUME>                        # se conectează prin SSH la o mașină virtuală Docker
$ docker-machine scp <FISIER> <NUME>:<DESTINATIE>  # copiază un fișier pe o mașină virtuală Docker

Exerciții

Docker Compose

Puteți accesa resursele practice pentru acest laborator pe repository-ul oficial al materiei IDP. Exercițiile urmăresc înțelegerea conceptelor de Docker Compose.

  1. Scrieți configurația containerelor de la ultimul set de exerciții din laboratorul 1 în maniera Compose:
    1. pentru containerul de API, folosiți sursele și Dockerfile-ul din directorul API aflat pe repository, sau direct imaginea mobylab/idp-laborator2-api de pe Docker Hub
    2. pentru containerul de Postgres, găsiți fișierul init-db.sql în directorul Database din repository.
  2. Introduceți un al treilea serviciu bazat pe imaginea adminer, care face parte dintr-o rețea comună cu baza de date, alta decât cea pe care baza de date o folosește la comunicația cu API-ul (așadar, trebui să aveți două rețele).
  3. Spargeți configurația în două fișiere de Compose, unul de bază și unul care să folosească secrete (găsiți fișierele pentru secrete în directorul secrets din repository). Rulați cele două configurații împreună.

După ce veți sparge configurația inițială în două, o să observați că trebuie să renunțați la niște variabile de mediu ale bazei de date din fișierul de bază, și anume POSTGRES_USER și POSTGRES_PASSWORD. În configurația cu secrete, numele de utilizator și parola vor fi setate prin variabilele de mediu POSTGRES_USER_FILE și POSTGRES_PASSWORD_FILE, care sunt disjuncte cu cele menționate anterior. Este important de menționat că valorile pentru aceste două variabile de mediu reprezintă căile complete ale fișierelor secret, de forma /run/secrets/NUME_SECRET.

Pentru a introduce secrete și în serviciul de API, trebuie să setați variabila de mediu NODE_ENV la valoarea „staging” și să setați variabilele de mediu PGPASSWORD_SECRET și PGUSER_SECRET doar cu numele secretului, nu cu toată calea /run/secrets/NUME_SECRET precum în cazul bazei de date.

Docker Swarm

Pentru exercițiile din această secțiune, vom lucra cu o variantă extinsă a aplicației bibliotecă de mai sus. Astfel, codul (care se găsește pe repository-ul oficial IDP) este format din trei mici microservicii scrise în NodeJS și un script de inițializare pentru o bază de date PostgreSQL. Cele trei microservicii sunt:

  • ApiGateway - mediază accesul dinspre lumea exterioară și redirecționează cererile HTTP către serviciul de cărți
  • Books - se ocupă de partea de „business logic” ce ține de cărți și apelează serviciul IO pentru date
  • IO - gestionează datele sistemului și realizează comunicația cu baza de date.
Scop exerciții

Scopul exercițiilor este ca, plecând de la codul propus, să realizați o stivă de servicii care să funcționeze corect. Funcționalitatea este reprezentată de trei acțiuni:

  • adăugarea unei cărți în bibliotecă
  • vizualizarea informațiilor despre toate cărțile din bibliotecă
  • vizualizarea detaliilor unei cărți.

Pe scurt, va trebui să scrieți unul sau mai multe fișier Docker Compose pe care să le folosiți pentru a rula configurația sub forma unei stive de servicii Docker Swarm. Stiva creată va fi formată din 5 servicii:

  • gateway - puteți să creați imaginea pe baza surselor din repository, sau puteți folosi imaginea mobylab/idp-laborator2-gateway
  • books-service - puteți să creați imaginea pe baza surselor din repository, sau puteți folosi imaginea mobylab/idp-laborator2-books
  • io-service - puteți să creați imaginea pe baza surselor din repository, sau puteți folosi imaginea mobylab/idp-laborator2-io
  • db - folosiți imaginea postgres:12
  • adminer - folosiți imaginea adminer.
Variabile de mediu

Variabilele de mediu ce vor trebui puse in fișierul Docker Compose sunt următoarele:

  • serviciul gateway:
    • BOOKS_SERVICE_API_ROUTE: books-service/api
    • NODE_ENV: development
  • serviciul books-service:
    • IO_SERVICE_API_ROUTE: io-service/api
    • NODE_ENV: development
  • serviciul io-service:
    • PGUSER: admin
    • PGPASSWORD: admin
    • PGHOST: db
    • PGPORT: 5432
    • PGDATABASE: books
    • NODE_ENV: development
  • serviciul db:
    • POSTGRES_DB: books
    • POSTGRES_USER: admin
    • POSTGRES_PASSWORD: admin.
Rețele

Pentru a izola accesul serviciilor asupra clusterului, sunt necesare mai multe rețele, astfel:

  • serviciul gateway va comunica doar cu serviciul books-service
  • serviciul books-service va comunica atât cu serviciul de gateway, cât și cu io-service
  • serviciul io-service va comunica atât cu serviciul books-service, cât și cu serviciul db
  • serviciul db va comunica atât cu serviciul io-service, cât și cu adminer.
Volume și bind mounts

Configurația de volume și bind mounts este la fel ca cea de la exercițiile de mai sus. Astfel, serviciul de bază de date are nevoie de un volum pentru persistență și de un bind mount pentru a se injecta scriptul de inițializare.

Porturi publice

Singurele servicii accesibile din exterior vor fi gateway și adminer. Pentru gateway, trebuie expus portul intern 80, peste care se mapează alt port (de exemplu, 3000), iar pentru adminer trebuie expus portul intern 8080 (peste care se poate de asemenea mapa alt port extern).

Rute HTTP

Dacă reușiți să rulați configurația, puteți să o testați folosind cURL sau Postman pe următoarele rute:

  • POST localhost:PORT_PUBLIC/api/books cu corpul JSON {"title": "Harry Potter and the Prisoner of Azkaban", "author": "J.K. Rowling", "genre": "Fantasy"}
  • GET localhost:PORT_PUBLIC/api/books
  • GET localhost:PORT_PUBLIC/api/books/<ID_CARTE>.

Pentru a adăuga un corp JSON unei cereri POST in Postman, selectați Body → Raw → JSON și scrieți JSON-ul aferent.

Secrete

Opțional, puteți adăuga secrete aplicației, pentru numele de utilizator și parola necesare logării în baza de date. Astfel, serviciile care vor avea nevoie de secrete sunt io-service și db. În cele două servicii, va trebui să sufixați variabilele de mediu destinate numelui de utilizator și parolei cu _FILE și să puneți valorile acestor variabile de mediu în funcție de documentație:

  • pentru io-service, la variabilele de mediu pentru numele de utilizator și parolă se pune doar numele secretului iar NODE_ENV se setează la staging
  • pentru serviciul db, la variabilele de mediu se pune toată calea secretului (/run/secrets/nume-secret).
Enunțuri
  1. Scrieți un fișier Docker Compose care să folosească un build local și rulați pe mașina voastră
  2. Construiți imaginile și urcați-le pe Docker Hub sau orice alt registru
  3. Scrieți un fișier Docker Compose care să folosească imaginile din registru și rulați pe mașina voastră
  4. Adăugați elemente de Docker Swarm la serviciile din fișierul Docker Compose (la proprietatea deploy) și rulați stiva de servicii într-un cluster (folosind Play with Docker sau Docker Machine)
  5. Modificați fișierul Docker Compose ca să utilizați secrete externe pentru numele de utilizator și parolă în containerele de IO și bază de date.
idp/laboratoare/02.txt · Last modified: 2023/03/20 22:03 by radu.ciobanu
CC Attribution-Share Alike 3.0 Unported
www.chimeric.de Valid CSS Driven by DokuWiki do yourself a favour and use a real browser - get firefox!! Recent changes RSS feed Valid XHTML 1.0