Docker и всичко, всичко, всичко

Кратко: обзорная статья-руководство, сравнивающая платформы для развертывания приложений в контейнерах. Мы рассмотрим возможности Docker и других похожих систем.

Docker и всичко, всичко, всичко

Немного истории, как все это началось

История

Первый известный способ изоляции приложений — это chroot. Соответствующий системный вызов изменяет корневую директорию, предоставляя программе, вызвавшей его, доступ только к файлам внутри этой директории. Однако, если программе внутри дать права суперпользователя, то она может "выбежать" из chroot и получить доступ к основной операционной системе. Также, помимо изменения корневой директории, не ограничиваются другие ресурсы (оперативная память, процессор) и доступ к сети.

Следующий подход — это запуск полноценной операционной системы внутри контейнера с использованием механизмов ядра операционной системы. В различных операционных системах этот метод называется по-разному, но суть остается неизменной — запуск нескольких независимых операционных систем, каждая из которых использует общее ядро с основной операционной системой. Это включает FreeBSD Jails, Solaris Zones, OpenVZ и LXC для Linux. Обеспечивается изоляция как по дисковому пространству, так и по другим ресурсам; в частности, каждый контейнер может иметь ограничения по процессорному времени, оперативной памяти и пропускной способности сети. По сравнению с chroot, выйти из контейнера сложнее, поскольку суперпользователь в контейнере имеет доступ только к внутренностям контейнера. Однако из-за необходимости поддерживать операционную систему внутри контейнера в актуальном состоянии и использовать устаревшие версии ядер (это касается Linux, в меньшей мере FreeBSD) существует вероятность "проталкивания" системы изоляции ядра и получения доступа к основной операционной системе.

Вместо стартиране на пълноценна операционна система в контейнер (с инициализационна система, пакетен мениджър и т.н.) можете директно да стартирате приложения. Важно е да се осигурят необходимите библиотеки и други файлове, за да имат приложенията такава възможност. Тази идея послужи за основа на контейнерната виртуализация на приложенията, най-известният представител на която е Docker. В сравнение с предишните системи, по-гъвкавите механизми за изолация в комбинация с вградената поддръжка на виртуални мрежи между контейнерите и проследяването на състоянието на приложението в контейнера дадоха възможност за изграждане на единна цялостна среда от множество физически сървъри за стартиране на контейнери — без нужда от ръчно управление на ресурсите.

Docker

Docker е най-известният софтуер за контейнеризация на приложения. Написан е на езика Go и използва вградените възможности на ядрото на Linux — cgroups, namespaces, capabilities и т.н., а също така файловите системи Aufs и други подобни за икономия на дисково пространство.

Docker и всичко, всичко, всичко
Източник: wikimedia

Архитектура

До версия 1.11 Docker работеше като единен сервис, който извършваше всички операции с контейнери: изтегляне на образи за контейнери, стартиране на контейнери, обработка на API заявки. Започвайки от версия 1.11, Docker бе разделен на няколко части, които си взаимодействат: containerd, за управление на целия жизнен цикъл на контейнерите (разделяне на дисково пространство, изтегляне на образи, работа с мрежата, стартиране, инсталиране и наблюдение на състоянието на контейнерите) и runC, среда за изпълнение на контейнери, основана на използването на cgroups и други функции на ядрото на Linux. Сервисът Docker остана, но сега той служи само за обработка на API заявки, които се предават на containerd.

Docker и всичко, всичко, всичко

Инсталиране и настройка

Моят любим начин за инсталиране на Docker е docker-machine, който освен директната инсталация и настройка на Docker на отдалечени сървъри (включително различни облаци), предлага възможност за работа с файлови системи на отдалечени сървъри и може да извършва стартиране на различни команди.

Въпреки това, от 2018 година проектът почти не се развива, затова инсталацията ще бъде извършена по стандартния начин за повечето дистрибуции на Linux — добавяне на хранилище и инсталиране на необходимите пакети.

Този метод се прилага и при автоматизирана инсталация, например с помощта на Ansible или други подобни системи, но в тази статия няма да го разглеждам.

Инсталацията ще се извърши на Centos 7. Като сървър ще използвам виртуална машина, за инсталацията е достатъчно да изпълня командите по-долу:

# yum install -y yum-utils
# yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

След инсталацията е необходимо да стартирате услугата и да я добавите в автозагрузката:

# systemctl enable docker
# systemctl start docker
# firewall-cmd --zone=public --add-port=2377/tcp --permanent

Допълнително можете да създадете група docker, потребителите на която ще могат да работят с docker без sudo, да настроите логване, да активирате достъпа до API извън, не забравяйте да конфигурирате фаервола по-точно (забранено е всичко, което не е разрешено; в примерите по-горе и по-долу съм пропуснал това за улеснение и прегледност), но тук няма да задълбочавам.

Други възможности

Освен споменатата docker машина, съществува и docker registry, средство за съхранение на образи за контейнери, както и docker compose — средство за автоматизация на развързването на приложения в контейнери, като се използват YAML файлове за композиране и настройка на контейнери и други свързани елементи (например мрежи, постоянни файлови системи за съхранение на данни).

С негова помощ също така могат да се организират конвейери за CICD. Друга интересна възможност е работата в клъстерен режим, така нареченият swarm mode (до версия 1.12 беше известен като docker swarm), позволяващ да се съберат няколко сървъра в единна инфраструктура за стартиране на контейнери. Поддържа се виртуална мрежа над всички сървъри, наличен е вграден балансировач на натоварването, както и поддръжка на секрети за контейнери.

YAML файловете от docker compose с малки изменения могат да се използват за такива клъстери, напълно автоматизирайки обслужването на малки и средни клъстери за различни цели. За големи клъстери е предимно да се използва Kubernetes, тъй като разходите за обслужване на swarm mode могат да надминат тези с Kubernetes. Освен runC, като среда за изпълнение на контейнери може да се инсталира например Kata containers

Работа с Docker

След инсталация и конфигурация, ще опитаме да съберем клъстер, в който ще разположим GitLab и Docker Registry за екипа на разработчиците. Като сървъри ще използвам три виртуални машини, на които допълнително ще разположа разпределена файлова система GlusterFS, която ще използвам като хранилище за docker volumes, например за стартиране на отказоустойчива версия на docker registry. Основните компоненти за стартиране: Docker Registry, Postgresql, Redis, GitLab с поддръжка на GitLab Runner върху Swarm. Postgresql ще стартираме с кластеризация. Stolon, затова за съхраняване на данните на Postgresql не трябва да се използва GlusterFS. Останалите критични данни ще се съхраняват на GlusterFS.

За разполагане на GlusterFS на всички сървъри (те се именуват node1, node2, node3) е необходимо да се инсталират пакети, да се разреши работата на firewall, да се създадат нужните каталози:

# yum -y install centos-release-gluster7
# yum -y install glusterfs-server
# systemctl enable glusterd
# systemctl start glusterd
# firewall-cmd --add-service=glusterfs --permanent
# firewall-cmd --reload
# mkdir -p /srv/gluster
# mkdir -p /srv/docker
# echo "$(hostname):/docker /srv/docker glusterfs defaults,_netdev 0 0" >> /etc/fstab

След инсталацията работата по конфигурацията на GlusterFS трябва да продължи от един възел, например node1:

# gluster peer probe node2
# gluster peer probe node3
# gluster volume create docker replica 3 node1:/srv/gluster node2:/srv/gluster node3:/srv/gluster force
# gluster volume start docker

След това е нужно да се монтира полученият volume (командата трябва да се изпълни на всички сървъри):

# mount /srv/docker

Конфигурацията на swarm mode се извършва на един от сървърите, който ще бъде Leader; останалите трябва да се присъединят към клъстера, затова резултатът от изпълнението на командата на първия сървър трябва да се копира и изпълни и на останалите.

Първоначалната настройка на клъстера, командата стартирам на node1:

# docker swarm init
Swarm initialized: current node (a5jpfrh5uvo7svzz1ajduokyq) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token SWMTKN-1-0c5mf7mvzc7o7vjk0wngno2dy70xs95tovfxbv4tqt9280toku-863hyosdlzvd76trfptd4xnzd xx.xx.xx.xx:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.
# docker swarm join-token manager

Копираме резултата от втората команда, изпълняваме на node2 и node3:

# docker swarm join --token SWMTKN-x-xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx-xxxxxxxxx xx.xx.xx.xx:2377
This node joined a swarm as a manager.

На този етап предварителната настройка на сървърите е завършена, преминаваме към настройката на услугите, командите за изпълнение ще се стартират от node1, ако не е посочено друго.

Първо ще създадем мрежи за контейнерите:

# docker network create --driver=overlay etcd
# docker network create --driver=overlay pgsql
# docker network create --driver=overlay redis
# docker network create --driver=overlay traefik
# docker network create --driver=overlay gitlab

След това отбелязваме сървърите, това е необходимо за свързването на някои услуги към сървърите:

# docker node update --label-add nodename=node1 node1
# docker node update --label-add nodename=node2 node2
# docker node update --label-add nodename=node3 node3

След това създаваме каталози за съхранение на данните на etcd, KV-хранилище, необходимо за Traefik и Stolon. Подобно на Postgresql, това ще бъдат свързани контейнери на сървърите, затова тази команда изпълняваме на всички сървъри:

# mkdir -p /srv/etcd

След това създаваме файл за конфигурация на etcd и го прилагаме:

00etcd.yml

версія: '3.7'

послуги:
  etcd1:
    зображення: quay.io/coreos/etcd:latest
    ім'я хоста: etcd1
    команда:
      - etcd
      - --name=etcd1
      - --data-dir=/data.etcd
      - --advertise-client-urls=http://etcd1:2379
      - --listen-client-urls=http://0.0.0.0:2379
      - --initial-advertise-peer-urls=http://etcd1:2380
      - --listen-peer-urls=http://0.0.0.0:2380
      - --initial-cluster=etcd1=http://etcd1:2380,etcd2=http://etcd2:2380,etcd3=http://etcd3:2380
      - --initial-cluster-state=new
      - --initial-cluster-token=etcd-cluster
    мережі:
      - etcd
    обсяги:
      - etcd1vol:/data.etcd
    розгортання:
      копії: 1
      розташування:
        обмеження: [node.labels.nodename == node1]
  etcd2:
    зображення: quay.io/coreos/etcd:latest
    ім'я хоста: etcd2
    команда:
      - etcd
      - --name=etcd2
      - --data-dir=/data.etcd
      - --advertise-client-urls=http://etcd2:2379
      - --listen-client-urls=http://0.0.0.0:2379
      - --initial-advertise-peer-urls=http://etcd2:2380
      - --listen-peer-urls=http://0.0.0.0:2380
      - --initial-cluster=etcd1=http://etcd1:2380,etcd2=http://etcd2:2380,etcd3=http://etcd3:2380
      - --initial-cluster-state=new
      - --initial-cluster-token=etcd-cluster
    мережі:
      - etcd
    обсяги:
      - etcd2vol:/data.etcd
    розгортання:
      копії: 1
      розташування:
        обмеження: [node.labels.nodename == node2]
  etcd3:
    зображення: quay.io/coreos/etcd:latest
    ім'я хоста: etcd3
    команда:
      - etcd
      - --name=etcd3
      - --data-dir=/data.etcd
      - --advertise-client-urls=http://etcd3:2379
      - --listen-client-urls=http://0.0.0.0:2379
      - --initial-advertise-peer-urls=http://etcd3:2380
      - --listen-peer-urls=http://0.0.0.0:2380
      - --initial-cluster=etcd1=http://etcd1:2380,etcd2=http://etcd2:2380,etcd3=http://etcd3:2380
      - --initial-cluster-state=new
      - --initial-cluster-token=etcd-cluster
    мережі:
      - etcd
    обсяги:
      - etcd3vol:/data.etcd
    розгортання:
      копії: 1
      розташування:
        обмеження: [node.labels.nodename == node3]

обсяги:
  etcd1vol:
    драйвер: local
    параметри_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      пристрій: "/srv/etcd"
  etcd2vol:
    драйвер: local
    параметри_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      пристрій: "/srv/etcd"
  etcd3vol:
    драйвер: local
    параметри_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      пристрій: "/srv/etcd"

мережі:
  etcd:
    зовнішня: true

# docker stack deploy --compose-file 00etcd.yml etcd

След известно време проверяваме, че etcd клъстера е стартирал:

# docker exec $(docker ps | awk '/etcd/ {print $1}')  etcdctl member list
ade526d28b1f92f7: name=etcd1 peerURLs=http://etcd1:2380 clientURLs=http://etcd1:2379 isLeader=false
bd388e7810915853: name=etcd3 peerURLs=http://etcd3:2380 clientURLs=http://etcd3:2379 isLeader=false
d282ac2ce600c1ce: name=etcd2 peerURLs=http://etcd2:2380 clientURLs=http://etcd2:2379 isLeader=true
# docker exec $(docker ps | awk '/etcd/ {print $1}')  etcdctl cluster-health
member ade526d28b1f92f7 is healthy: got healthy result from http://etcd1:2379
member bd388e7810915853 is healthy: got healthy result from http://etcd3:2379
member d282ac2ce600c1ce is healthy: got healthy result from http://etcd2:2379
cluster is healthy

Създаваме директории за Postgresql, командата се изпълнява на всички сървъри:

# mkdir -p /srv/pgsql

След това създаваме файл за конфигуриране на Postgresql:

01pgsql.yml

версия: '3.7'

услуги:
  pgsentinel:
    изображение: sorintlab/stolon:master-pg10
    команда:
      - gosu
      - stolon
      - stolon-sentinel
      - --cluster-name=stolon-cluster
      - --store-backend=etcdv3
      - --store-endpoints=http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379
      - --log-level=debug
    сети:
      - etcd
      - pgsql
    развертывание:
      реплики: 3
      update_config:
        parallelism: 1
        delay: 30s
        order: stop-first
        failure_action: pause
  pgkeeper1:
    изображение: sorintlab/stolon:master-pg10
    имя_узла: pgkeeper1
    команда:
      - gosu
      - stolon
      - stolon-keeper
      - --pg-listen-address=pgkeeper1
      - --pg-repl-username=replica
      - --uid=pgkeeper1
      - --pg-su-username=postgres
      - --pg-su-passwordfile=/run/secrets/pgsql
      - --pg-repl-passwordfile=/run/secrets/pgsql_repl
      - --data-dir=/var/lib/postgresql/data
      - --cluster-name=stolon-cluster
      - --store-backend=etcdv3
      - --store-endpoints=http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379
    сети:
      - etcd
      - pgsql
    окружение:
      - PGDATA=/var/lib/postgresql/data
    объемы:
      - pgkeeper1:/var/lib/postgresql/data
    секреты:
      - pgsql
      - pgsql_repl
    развертывание:
      реплики: 1
      размещение:
        ограничения: [node.labels.nodename == node1]
  pgkeeper2:
    изображение: sorintlab/stolon:master-pg10
    имя_узла: pgkeeper2
    команда:
      - gosu
      - stolon 
      - stolon-keeper
      - --pg-listen-address=pgkeeper2
      - --pg-repl-username=replica
      - --uid=pgkeeper2
      - --pg-su-username=postgres
      - --pg-su-passwordfile=/run/secrets/pgsql
      - --pg-repl-passwordfile=/run/secrets/pgsql_repl
      - --data-dir=/var/lib/postgresql/data
      - --cluster-name=stolon-cluster
      - --store-backend=etcdv3
      - --store-endpoints=http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379
    сети:
      - etcd
      - pgsql
    окружение:
      - PGDATA=/var/lib/postgresql/data
    объемы:
      - pgkeeper2:/var/lib/postgresql/data
    секреты:
      - pgsql
      - pgsql_repl
    развертывание:
      реплики: 1
      размещение:
        ограничения: [node.labels.nodename == node2]
  pgkeeper3:
    изображение: sorintlab/stolon:master-pg10
    имя_узла: pgkeeper3
    команда:
      - gosu
      - stolon 
      - stolon-keeper
      - --pg-listen-address=pgkeeper3
      - --pg-repl-username=replica
      - --uid=pgkeeper3
      - --pg-su-username=postgres
      - --pg-su-passwordfile=/run/secrets/pgsql
      - --pg-repl-passwordfile=/run/secrets/pgsql_repl
      - --data-dir=/var/lib/postgresql/data
      - --cluster-name=stolon-cluster
      - --store-backend=etcdv3
      - --store-endpoints=http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379
    сети:
      - etcd
      - pgsql
    окружение:
      - PGDATA=/var/lib/postgresql/data
    объемы:
      - pgkeeper3:/var/lib/postgresql/data
    секреты:
      - pgsql
      - pgsql_repl
    развертывание:
      реплики: 1
      размещение:
        ограничения: [node.labels.nodename == node3]
  postgresql:
    изображение: sorintlab/stolon:master-pg10
    команда: gosu stolon stolon-proxy --listen-address 0.0.0.0 --cluster-name stolon-cluster --store-backend=etcdv3 --store-endpoints http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379
    сети:
      - etcd
      - pgsql
    развертывание:
      реплики: 3
      update_config:
        parallelism: 1
        delay: 30s
        order: stop-first
        failure_action: rollback

объемы:
  pgkeeper1:
    драйвер: local
    драйвер_опции:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/pgsql"
  pgkeeper2:
    драйвер: local
    драйвер_опции:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/pgsql"
  pgkeeper3:
    драйвер: local
    драйвер_опции:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/pgsql"

секреты:
  pgsql:
    файл: "/srv/docker/postgres"
  pgsql_repl:
    файл: "/srv/docker/replica"

сети:
  etcd:
    внешний: true
  pgsql:
    внешний: true

Генерираме секрети, прилагаме файла:

# </dev/urandom tr -dc 234567890qwertyuopasdfghjkzxcvbnmQWERTYUPASDFGHKLZXCVBNM | head -c $(((RANDOM%3)+15)) > /srv/docker/replica
# </dev/urandom tr -dc 234567890qwertyuopasdfghjkzxcvbnmQWERTYUPASDFGHKLZXCVBNM | head -c $(((RANDOM%3)+15)) > /srv/docker/postgres
# docker stack deploy --compose-file 01pgsql.yml pgsql

След известно време (проверяваме изхода на командата docker service ls, какво показва, че всички услуги са стартирали) инициализираме кластера Postgresql:

# docker exec $(docker ps | awk '/pgkeeper/ {print $1}') stolonctl --cluster-name=stolon-cluster --store-backend=etcdv3 --store-endpoints=http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379 init

Проверяваме готовността на кластера Postgresql:

# docker exec $(docker ps | awk '/pgkeeper/ {print $1}') stolonctl --cluster-name=stolon-cluster --store-backend=etcdv3 --store-endpoints=http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379 status
=== Active sentinels ===

ID      LEADER
26baa11d    false
74e98768    false
a8cb002b    true

=== Active proxies ===

ID
4d233826
9f562f3b
b0c79ff1

=== Keepers ===

UID     HEALTHY PG LISTENADDRESS    PG HEALTHY  PG WANTEDGENERATION PG CURRENTGENERATION
pgkeeper1   true    pgkeeper1:5432         true     2           2
pgkeeper2   true    pgkeeper2:5432          true            2                   2
pgkeeper3   true    pgkeeper3:5432          true            3                   3

=== Cluster Info ===

Master Keeper: pgkeeper3

===== Keepers/DB tree =====

pgkeeper3 (master)
├─pgkeeper2
└─pgkeeper1

Настройваме traefik за отваряне на достъп до контейнерите отвън:

03traefik.yml

version: '3.7'

services:
  traefik:
    image: traefik:latest
    command: >
      --log.level=INFO
      --providers.docker=true
      --entryPoints.web.address=:80
      --providers.providersThrottleDuration=2
      --providers.docker.watch=true
      --providers.docker.swarmMode=true
      --providers.docker.swarmModeRefreshSeconds=15s
      --providers.docker.exposedbydefault=false
      --accessLog.bufferingSize=0
      --api=true
      --api.dashboard=true
      --api.insecure=true
    networks:
      - traefik
    ports:
      - 80:80
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    deploy:
      replicas: 3
      placement:
        constraints:
          - node.role == manager
        preferences:
          - spread: node.id
      labels:
        - traefik.enable=true
        - traefik.http.routers.traefik.rule=Host(`traefik.example.com`)
        - traefik.http.services.traefik.loadbalancer.server.port=8080
        - traefik.docker.network=traefik

networks:
  traefik:
    external: true

# docker stack deploy --compose-file 03traefik.yml traefik

Стартираме Redis Cluster, за целта създаваме каталог за съхранение на всички възли:

# mkdir -p /srv/redis

05redis.yml

version: '3.7'

services:
  redis-master:
    image: 'bitnami/redis:latest'
    networks:
      - redis
    ports:
      - '6379:6379'
    environment:
      - REDIS_REPLICATION_MODE=master
      - REDIS_PASSWORD=xxxxxxxxxxx
    deploy:
      mode: global
      restart_policy:
        condition: any
    volumes:
      - 'redis:/opt/bitnami/redis/etc/'

  redis-replica:
    image: 'bitnami/redis:latest'
    networks:
      - redis
    ports:
      - '6379'
    depends_on:
      - redis-master
    environment:
      - REDIS_REPLICATION_MODE=slave
      - REDIS_MASTER_HOST=redis-master
      - REDIS_MASTER_PORT_NUMBER=6379
      - REDIS_MASTER_PASSWORD=xxxxxxxxxxx
      - REDIS_PASSWORD=xxxxxxxxxxx
    deploy:
      mode: replicated
      replicas: 3
      update_config:
        parallelism: 1
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: any

  redis-sentinel:
    image: 'bitnami/redis:latest'
    networks:
      - redis
    ports:
      - '16379'
    depends_on:
      - redis-master
      - redis-replica
    entrypoint: |
      bash -c 'bash -s <<EOF
      "/bin/bash" -c "cat < /opt/bitnami/redis/etc/sentinel.conf
      port 16379
      dir /tmp
      sentinel monitor master-node redis-master 6379 2
      sentinel down-after-milliseconds master-node 5000
      sentinel parallel-syncs master-node 1
      sentinel failover-timeout master-node 5000
      sentinel auth-pass master-node xxxxxxxxxxx
      sentinel announce-ip redis-sentinel
      sentinel announce-port 16379
      EOF"
      "/bin/bash" -c "redis-sentinel /opt/bitnami/redis/etc/sentinel.conf"
      EOF'
    deploy:
      mode: global
      restart_policy:
        condition: any

volumes:
  redis:
    driver: local
    driver_opts:
      type: 'none'
      o: 'bind'
      device: "/srv/redis"

networks:
  redis:
    external: true

# docker stack deploy --compose-file 05redis.yml redis

Добавяме Docker Registry:

06registry.yml

версия: '3.7'

сервисы:
  реестр:
    изображение: registry:2.6
    сети:
      - traefik
    объемы:
      - registry_data:/var/lib/registry
    развертывание:
      реплики: 1
      размещение:
        ограничения: [node.role == manager]
      политика перезапуска:
        условие: on-failure
      метки:
        - traefik.enable=true
        - traefik.http.routers.registry.rule=Host(`registry.example.com`)
        - traefik.http.services.registry.loadbalancer.server.port=5000
        - traefik.docker.network=traefik

объемы:
  registry_data:
    драйвер: local
    параметры_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      устройство: "/srv/docker/registry"

сети:
  traefik:
    внешняя: true

# mkdir /srv/docker/registry
# docker stack deploy --compose-file 06registry.yml registry

И наконец — GitLab:

08gitlab-runner.yml

версия: '3.7'

сервисы:
  gitlab:
    изображение: gitlab/gitlab-ce:latest
    сети:
      - pgsql
      - redis
      - traefik
      - gitlab
    порты:
      - 22222:22
    среда:
      GITLAB_OMNIBUS_CONFIG: |
        postgresql['enable'] = false
        redis['enable'] = false
        gitlab_rails['registry_enabled'] = false
        gitlab_rails['db_username'] = "gitlab"
        gitlab_rails['db_password'] = "XXXXXXXXXXX"
        gitlab_rails['db_host'] = "postgresql"
        gitlab_rails['db_port'] = "5432"
        gitlab_rails['db_database'] = "gitlab"
        gitlab_rails['db_adapter'] = 'postgresql'
        gitlab_rails['db_encoding'] = 'utf8'
        gitlab_rails['redis_host'] = 'redis-master'
        gitlab_rails['redis_port'] = '6379'
        gitlab_rails['redis_password'] = 'xxxxxxxxxxx'
        gitlab_rails['smtp_enable'] = true
        gitlab_rails['smtp_address'] = "smtp.yandex.ru"
        gitlab_rails['smtp_port'] = 465
        gitlab_rails['smtp_user_name'] = "noreply@example.com"
        gitlab_rails['smtp_password'] = "xxxxxxxxx"
        gitlab_rails['smtp_domain'] = "example.com"
        gitlab_rails['gitlab_email_from'] = 'noreply@example.com'
        gitlab_rails['smtp_authentication'] = "login"
        gitlab_rails['smtp_tls'] = true
        gitlab_rails['smtp_enable_starttls_auto'] = true
        gitlab_rails['smtp_openssl_verify_mode'] = 'peer'
        external_url 'http://gitlab.example.com/'
        gitlab_rails['gitlab_shell_ssh_port'] = 22222
    объемы:
      - gitlab_conf:/etc/gitlab
      - gitlab_logs:/var/log/gitlab
      - gitlab_data:/var/opt/gitlab
    развертывание:
      режим: replicated
      реплики: 1
      размещение:
        ограничения:
        - node.role == manager
      метки:
        - traefik.enable=true
        - traefik.http.routers.gitlab.rule=Host(`gitlab.example.com`)
        - traefik.http.services.gitlab.loadbalancer.server.port=80
        - traefik.docker.network=traefik
  gitlab-runner:
    изображение: gitlab/gitlab-runner:latest
    сети:
      - gitlab
    объемы:
      - gitlab_runner_conf:/etc/gitlab
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    развертывание:
      режим: replicated
      реплики: 1
      размещение:
        ограничения:
        - node.role == manager

объемы:
  gitlab_conf:
    драйвер: local
    параметры_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      устройство: "/srv/docker/gitlab/conf"
  gitlab_logs:
    драйвер: local
    параметры_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      устройство: "/srv/docker/gitlab/logs"
  gitlab_data:
    драйвер: local
    параметры_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      устройство: "/srv/docker/gitlab/data"
  gitlab_runner_conf:
    драйвер: local
    параметры_драйвера:
      тип: none
      o: bind
      устройство: "/srv/docker/gitlab/runner"

сети:
  pgsql:
    внешняя: true
  redis:
    внешняя: true
  traefik:
    внешняя: true
  gitlab:
    внешняя: true

# mkdir -p /srv/docker/gitlab/conf
# mkdir -p /srv/docker/gitlab/logs
# mkdir -p /srv/docker/gitlab/data
# mkdir -p /srv/docker/gitlab/runner
# docker stack deploy --compose-file 08gitlab-runner.yml gitlab

Итоговое состояние кластера и сервисов:

# docker service ls
ID                  NAME                   MODE                REPLICAS            IMAGE                          PORTS
lef9n3m92buq        etcd_etcd1             replicated          1/1                 quay.io/coreos/etcd:latest
ij6uyyo792x5        etcd_etcd2             replicated          1/1                 quay.io/coreos/etcd:latest
fqttqpjgp6pp        etcd_etcd3             replicated          1/1                 quay.io/coreos/etcd:latest
hq5iyga28w33        gitlab_gitlab          replicated          1/1                 gitlab/gitlab-ce:latest        *:22222->22/tcp
dt7s6vs0q4qc        gitlab_gitlab-runner   replicated          1/1                 gitlab/gitlab-runner:latest
k7uoezno0h9n        pgsql_pgkeeper1        replicated          1/1                 sorintlab/stolon:master-pg10
cnrwul4r4nse        pgsql_pgkeeper2        replicated          1/1                 sorintlab/stolon:master-pg10
frflfnpty7tr        pgsql_pgkeeper3        replicated          1/1                 sorintlab/stolon:master-pg10
x7pqqchi52kq        pgsql_pgsentinel       replicated          3/3                 sorintlab/stolon:master-pg10
mwu2wl8fti4r        pgsql_postgresql       replicated          3/3                 sorintlab/stolon:master-pg10
9hkbe2vksbzb        redis_redis-master     global              3/3                 bitnami/redis:latest           *:6379->6379/tcp
l88zn8cla7dc        redis_redis-replica    replicated          3/3                 bitnami/redis:latest           *:30003->6379/tcp
1utp309xfmsy        redis_redis-sentinel   global              3/3                 bitnami/redis:latest           *:30002->16379/tcp
oteb824ylhyp        registry_registry      replicated          1/1                 registry:2.6
qovrah8nzzu8        traefik_traefik        replicated          3/3                 traefik:latest                 *:80->80/tcp, *:443->443/tcp

Какво още може да бъде подобрено? Обязательно настройте работата на контейнерите по https в Traefik, добавете tls криптиране за Postgresql и Redis. Но като цяло вече може да се предаде на разработчиците като PoC. Нека сега разгледаме алтернативите на Docker.

Podman

Друго доста известно engine за стартиране на контейнери, групирани по подове (pods, групи от контейнери, разгорнати заедно). За разлика от Docker, не изисква никаква услуга за стартиране на контейнери, цялата работа се извършва чрез библиотеката libpod. Също така е написан на Go и се нуждае от OCI-съвместим runtime за стартиране на контейнери, например runC.

Docker и всичко, всичко, всичко

Работата с Podman като цяло наподобява тази с Docker, до степен, че е възможно да се направи така (заявено от много опитващи, включително и автора на тази статия):

$ alias docker=podman

и може да продължите да работите. Като цяло ситуацията с Podman е доста интересна, тъй като ако ранните версии на Kubernetes работеха с Docker, то от около 2015 година, след стандартизацията на света на контейнерите (OCI — Open Container Initiative) и разделянето на Docker на containerd и runC, се развива алтернатива на Docker за стартиране в Kubernetes: CRI-O. В това отношение Podman е алтернатива на Docker, построена по принципите на Kubernetes, включително и по групирането на контейнери, но основната цел на проекта е да стартира контейнери в стил Docker без допълнителни услуги. Поради очевидни причини няма наличие на swarm mode, тъй като разработчиците ясно казват, че ако е необходим клъстер — вземете Kubernetes.

Инсталиране

За инсталиране в Centos 7 е достатъчно да активирате репозитория Extras, след което да инсталирате всичко с командата:

# yum -y install podman

Други възможности

Podman може да генерира единици за systemd, решавайки така задачата за стартиране на контейнери след рестартиране на сървъра. Допълнително е заявена коректната работа на systemd като pid 1 в контейнера. За изграждане на контейнери се използва отделен инструмент buildah, има също и странични инструменти — аналози на docker-compose, които генерират включително конфигурационни файлове, съвместими с Kubernetes, така че преминаването от Podman на Kubernetes е улеснено колкото е възможно.

Работа с Podman

Тъй като няма swarm mode (предполага се преминаване на Kubernetes, ако е необходим клъстер) — ще събираме с отделни контейнери.

Инсталираме podman-compose:

# yum -y install python3-pip
# pip3 install podman-compose

Резултантният конфигурационен файл за podman малко се различава, така например трябваше да преместим отделна секция volumes директно в секцията със услугите.

gitlab-podman.yml

version: '3.7'

services:
  gitlab:
    image: gitlab/gitlab-ce:latest
    hostname: gitlab.example.com
    restart: unless-stopped
    environment:
      GITLAB_OMNIBUS_CONFIG: |
        gitlab_rails['gitlab_shell_ssh_port'] = 22222
    ports:
      - "80:80"
      - "22222:22"
    volumes:
      - /srv/podman/gitlab/conf:/etc/gitlab
      - /srv/podman/gitlab/data:/var/opt/gitlab
      - /srv/podman/gitlab/logs:/var/log/gitlab
    networks:
      - gitlab

  gitlab-runner:
    image: gitlab/gitlab-runner:alpine
    restart: unless-stopped
    depends_on:
      - gitlab
    volumes:
      - /srv/podman/gitlab/runner:/etc/gitlab-runner
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    networks:
      - gitlab

networks:
  gitlab:

# podman-compose -f gitlab-runner.yml -d up

Резултат от работата:

# podman ps
CONTAINER ID  IMAGE                                  COMMAND               CREATED             STATUS                 PORTS                                      NAMES
da53da946c01  docker.io/gitlab/gitlab-runner:alpine  run --user=gitlab...  About a minute ago  Up About a minute ago  0.0.0.0:22222->22/tcp, 0.0.0.0:80->80/tcp  root_gitlab-runner_1
781c0103c94a  docker.io/gitlab/gitlab-ce:latest      /assets/wrapper       About a minute ago  Up About a minute ago  0.0.0.0:22222->22/tcp, 0.0.0.0:80->80/tcp  root_gitlab_1

Нека да видим какво ще генерира за systemd и kubernetes, за това трябва да знаем името или id на пода:

# podman pod ls
POD ID         NAME   STATUS    CREATED          # OF CONTAINERS   INFRA ID
71fc2b2a5c63   root   Running   11 minutes ago   3                 db40ab8bf84b

Kubernetes:

# podman generate kube 71fc2b2a5c63
# Generation of Kubernetes YAML is still under development!
#
# Save the output of this file and use kubectl create -f to import
# it into Kubernetes.
#
# Created with podman-1.6.4
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: "2020-07-29T19:22:40Z"
  labels:
    app: root
  name: root
spec:
  containers:
  - command:
    - /assets/wrapper
    env:
    - name: PATH
      value: /opt/gitlab/embedded/bin:/opt/gitlab/bin:/assets:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
    - name: TERM
      value: xterm
    - name: HOSTNAME
      value: gitlab.example.com
    - name: container
      value: podman
    - name: GITLAB_OMNIBUS_CONFIG
      value: |
        gitlab_rails['gitlab_shell_ssh_port'] = 22222
    - name: LANG
      value: C.UTF-8
    image: docker.io/gitlab/gitlab-ce:latest
    name: rootgitlab1
    ports:
    - containerPort: 22
      hostPort: 22222
      protocol: TCP
    - containerPort: 80
      hostPort: 80
      protocol: TCP
    resources: {}
    securityContext:
      allowPrivilegeEscalation: true
      capabilities: {}
      privileged: false
      readOnlyRootFilesystem: false
    volumeMounts:
    - mountPath: /var/opt/gitlab
      name: srv-podman-gitlab-data
    - mountPath: /var/log/gitlab
      name: srv-podman-gitlab-logs
    - mountPath: /etc/gitlab
      name: srv-podman-gitlab-conf
    workingDir: /
  - command:
    - run
    - --user=gitlab-runner
    - --working-directory=/home/gitlab-runner
    env:
    - name: PATH
      value: /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
    - name: TERM
      value: xterm
    - name: HOSTNAME
    - name: container
      value: podman
    image: docker.io/gitlab/gitlab-runner:alpine
    name: rootgitlab-runner1
    resources: {}
    securityContext:
      allowPrivilegeEscalation: true
      capabilities: {}
      privileged: false
      readOnlyRootFilesystem: false
    volumeMounts:
    - mountPath: /etc/gitlab-runner
      name: srv-podman-gitlab-runner
    - mountPath: /var/run/docker.sock
      name: var-run-docker.sock
    workingDir: /
  volumes:
  - hostPath:
      path: /srv/podman/gitlab/runner
      type: Directory
    name: srv-podman-gitlab-runner
  - hostPath:
      path: /var/run/docker.sock
      type: File
    name: var-run-docker.sock
  - hostPath:
      path: /srv/podman/gitlab/data
      type: Directory
    name: srv-podman-gitlab-data
  - hostPath:
      path: /srv/podman/gitlab/logs
      type: Directory
    name: srv-podman-gitlab-logs
  - hostPath:
      path: /srv/podman/gitlab/conf
      type: Directory
    name: srv-podman-gitlab-conf
status: {}

Systemd:

# podman generate systemd 71fc2b2a5c63
# pod-71fc2b2a5c6346f0c1c86a2dc45dbe78fa192ea02aac001eb8347ccb8c043c26.service
# autogenerated by Podman 1.6.4
# Thu Jul 29 15:23:28 EDT 2020

[Unit]
Description=Podman pod-71fc2b2a5c6346f0c1c86a2dc45dbe78fa192ea02aac001eb8347ccb8c043c26.service
Documentation=man:podman-generate-systemd(1)
Requires=container-781c0103c94aaa113c17c58d05ddabf8df4bf39707b664abcf17ed2ceff467d3.service container-da53da946c01449f500aa5296d9ea6376f751948b17ca164df438b7df6607864.service
Before=container-781c0103c94aaa113c17c58d05ddabf8df4bf39707b664abcf17ed2ceff467d3.service container-da53da946c01449f500aa5296d9ea6376f751948b17ca164df438b7df6607864.service

[Service]
Restart=on-failure
ExecStart=/usr/bin/podman start db40ab8bf84bf35141159c26cb6e256b889c7a98c0418eee3c4aa683c14fccaa
ExecStop=/usr/bin/podman stop -t 10 db40ab8bf84bf35141159c26cb6e256b889c7a98c0418eee3c4aa683c14fccaa
KillMode=none
Type=forking
PIDFile=/var/run/containers/storage/overlay-containers/db40ab8bf84bf35141159c26cb6e256b889c7a98c0418eee3c4aa683c14fccaa/userdata/conmon.pid

[Install]
WantedBy=multi-user.target
# container-da53da946c01449f500aa5296d9ea6376f751948b17ca164df438b7df6607864.service
# autogenerated by Podman 1.6.4
# Thu Jul 29 15:23:28 EDT 2020

[Unit]
Description=Podman container-da53da946c01449f500aa5296d9ea6376f751948b17ca164df438b7df6607864.service
Documentation=man:podman-generate-systemd(1)
RefuseManualStart=yes
RefuseManualStop=yes
BindsTo=pod-71fc2b2a5c6346f0c1c86a2dc45dbe78fa192ea02aac001eb8347ccb8c043c26.service
After=pod-71fc2b2a5c6346f0c1c86a2dc45dbe78fa192ea02aac001eb8347ccb8c043c26.service

[Service]
Restart=on-failure
ExecStart=/usr/bin/podman start da53da946c01449f500aa5296d9ea6376f751948b17ca164df438b7df6607864
ExecStop=/usr/bin/podman stop -t 10 da53da946c01449f500aa5296d9ea6376f751948b17ca164df438b7df6607864
KillMode=none
Type=forking
PIDFile=/var/run/containers/storage/overlay-containers/da53da946c01449f500aa5296d9ea6376f751948b17ca164df438b7df6607864/userdata/conmon.pid

[Install]
WantedBy=multi-user.target
# container-781c0103c94aaa113c17c58d05ddabf8df4bf39707b664abcf17ed2ceff467d3.service
# autogenerated by Podman 1.6.4
# Thu Jul 29 15:23:28 EDT 2020

[Unit]
Description=Podman container-781c0103c94aaa113c17c58d05ddabf8df4bf39707b664abcf17ed2ceff467d3.service
Documentation=man:podman-generate-systemd(1)
RefuseManualStart=yes
RefuseManualStop=yes
BindsTo=pod-71fc2b2a5c6346f0c1c86a2dc45dbe78fa192ea02aac001eb8347ccb8c043c26.service
After=pod-71fc2b2a5c6346f0c1c86a2dc45dbe78fa192ea02aac001eb8347ccb8c043c26.service

[Service]
Restart=on-failure
ExecStart=/usr/bin/podman start 781c0103c94aaa113c17c58d05ddabf8df4bf39707b664abcf17ed2ceff467d3
ExecStop=/usr/bin/podman stop -t 10 781c0103c94aaa113c17c58d05ddabf8df4bf39707b664abcf17ed2ceff467d3
KillMode=none
Type=forking
PIDFile=/var/run/containers/storage/overlay-containers/781c0103c94aaa113c17c58d05ddabf8df4bf39707b664abcf17ed2ceff467d3/userdata/conmon.pid

[Install]
WantedBy=multi-user.target

За съжаление, освен стартиране на контейнери, генерираният юнит за systemd не прави нищо друго (например, не почиства стари контейнери при рестартиране на такава услуга), така че тези неща ще трябва да се добавят ръчно.

По принцип, Podman е достатъчен, за да опитате какво представляват контейнерите, да пренесете стари конфигурации за docker-compose, след което да преминете към Kubernetes, ако е необходимо на клъстър, или да получите по-проста за работа алтернатива на Docker.

rkt

Проект е архивиран приблизително преди половин година, тъй като беше купен от RedHat, затова няма да спирам на него в детайли. Като цяло, той оставяше доста добро впечатление, но в сравнение с Docker и особено с Podman изглеждаше като комбайн. Съществуваше също дистрибутив CoreOS, построен на основата на rkt (въпреки че първоначално имаха Docker), но и поддръжката му приключи след покупката от RedHat.

Plash

Още е един проект, авторът на който просто е искал да събира и стартира контейнери. Судя по документацията и кода — авторът не е следвал стандартите, а просто е решил да напише своя реализация, което в принципе и е направил.

Изводи

Ситуацията с наличието на Kubernetes е достатъчно интересна: от една страна, с Docker може да се събере клъстър (в режим swarm), с който дори може да се стартират продуктивни среди за клиенти, това е особено актуално за малки екипи (3-5 души), или при малко общо натоварване, или при липса на желание да се разбира в сложностите на настройката на Kubernetes, включително и за високи натоварвания.

Podman не осигурява пълна съвместимост, но има едно важно предимство — съвместимост с Kubernetes, включително и с допълнителни инструменти (buildah и други). Затова ще подхождам към избора на инструмент за работа така: за малки екипи или при ограничен бюджет — Docker (с възможен swarm mode), за разработка на личен localhost — Podman с приятели, а за останалите — Kubernetes.

Не съм сигурен, че ситуацията с Docker няма да се промени в бъдеще, те все пак са пионери и постепенно се стандартизират, но бъдещето на Podman, при всичките му недостатъци (работи само на Linux, няма клъстеризация, компилиране и други действия — чрез трети страни), е по-ясно, затова каня всички желаещи да обсъдят тези изводи в коментарите.

P.S. На 3 август стартираме „Видеокурс по Docker“, където може да научите повече за работата му. Ще разгледаме всичките му инструменти: от основните абстракции до параметрите на мрежата, нюансите на работа с различни ОС и програмни езици. Ще се запознаете с технологията и ще разберете къде и как най-добре да използвате Docker. Ще споделим също кейсове с best practice.

Цената на предварителната поръчка до излизането: 5000 р. С програмата „Видеокурс по Docker“ можете да се запознаете на страницата на курса.

Източник: habr.com

Купете надежден хостинг за сайтове със защита от DDoS, VPS и VDS сървъри 🔥 Купете надежден хостинг за сайтове със защита от DDoS, VPS и VDS сървъри | ProHoster