Docker e tudo, tudo, tudo

TL;DR: um guia abrangente sobre a comparação de ambientes para a execução de aplicativos em contêineres. Serão abordadas as capacidades do Docker e de outros sistemas semelhantes.

Docker e tudo, tudo, tudo

Um pouco da história de onde tudo isso surgiu

Histórico

A primeira forma amplamente conhecida de isolamento de aplicativos é o chroot. A chamada de sistema homônima permite a mudança do diretório raiz — garantindo assim que o programa que a invocou tenha acesso apenas aos arquivos dentro desse diretório. No entanto, se o programa tiver permissões de superusuário, existe a possibilidade de que ele "escape" do chroot e acesse o sistema operacional principal. Além disso, a mudança do diretório raiz não limita outros recursos (memória, CPU), nem o acesso à rede.

A próxima abordagem é a execução de um sistema operacional completo dentro de um contêiner, utilizando mecanismos do núcleo do sistema operacional. Esse método é conhecido de diferentes maneiras em várias distribuições de sistema operacional, mas a essência é a mesma — executar múltiplos sistemas operacionais independentes, cada um funcionando com o mesmo núcleo que o sistema operacional principal. Isso inclui FreeBSD Jails, Solaris Zones, OpenVZ e LXC para Linux. O isolamento é garantido não apenas em termos de espaço em disco, mas também em recursos, uma vez que cada contêiner pode ter restrições em termos de tempo de CPU, memória e largura de banda da rede. Em comparação ao chroot, é mais difícil sair de um contêiner, já que o superusuário dentro dele só tem acesso aos componentes internos do contêiner, no entanto, devido à necessidade de manter o sistema operacional dentro do contêiner atualizado e ao uso de versões antigas de núcleos (o que é relevante para Linux, em menor grau para FreeBSD), existe uma possibilidade não nula de "fuga" do sistema de isolamento do núcleo e acesso ao sistema operacional principal.

Em vez de iniciar um sistema operacional completo em um contêiner (com sistema de inicialização, gerenciador de pacotes, etc.), é possível iniciar diretamente aplicativos, desde que se ofereça aos aplicativos a possibilidade de fazê-lo (como a presença das bibliotecas necessárias e outros arquivos). Essa ideia fundamentou a virtualização de contêineres de aplicativos, cujo representante mais notável e conhecido é o Docker. Em comparação com sistemas anteriores, mecanismos de isolamento mais flexíveis, juntamente com suporte embutido a redes virtuais entre contêineres e a monitorização do estado do aplicativo dentro do contêiner, resultaram na capacidade de construir um ambiente coeso a partir de muitos servidores físicos para executar contêineres — sem a necessidade de gerenciamento manual de recursos.

Docker

O Docker é o software mais conhecido para a conteinerização de aplicativos. Escrito na linguagem Go, utiliza recursos nativos do kernel do Linux — cgroups, namespaces, capabilities, etc., assim como sistemas de arquivos Aufs e outros semelhantes para economizar espaço em disco.

Docker e tudo, tudo, tudo
Fonte: wikimedia

Arquitetura

Até a versão 1.11, o Docker funcionava como um único serviço que realizava todas as operações com contêineres: download de imagens para contêineres, início de contêineres e processamento de solicitações via API. A partir da versão 1.11, o Docker foi dividido em várias partes interconectadas: containerd, para gerenciar todo o ciclo de vida dos contêineres (alocação de espaço em disco, download de imagens, gerenciamento de rede, execução, instalação e monitoramento do estado dos contêineres) e runC, um ambiente de execução de contêineres baseado em cgroups e outras funcionalidades do kernel Linux. O serviço docker em si permanece, mas agora serve apenas para o processamento de solicitações via API, que são traduzidas para o containerd.

Docker e tudo, tudo, tudo

Instalação e configuração

Minha maneira favorita de instalar o docker é usando o docker-machine, que, além da instalação e configuração do docker em servidores remotos (incluindo várias nuvens), permite trabalhar com sistemas de arquivos em servidores remotos, além de poder executar diversos comandos.

No entanto, desde 2018 o projeto quase não tem evoluído, por isso a instalação será feita de maneira padrão para a maioria das distribuições Linux — adicionando o repositório e instalando os pacotes necessários.

Este método também é utilizado na instalação automatizada, por exemplo, com Ansible ou sistemas semelhantes, mas neste artigo não vou abordá-lo.

A instalação será realizada no CentOS 7, e usarei uma máquina virtual como servidor; para a instalação, basta executar os comandos abaixo:

# 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

Após a instalação, é necessário iniciar o serviço e configurá-lo para iniciar automaticamente:

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

Além disso, é possível criar um grupo docker, cujos usuários poderão trabalhar com o docker sem sudo, configurar a gravação de logs, habilitar o acesso à API externamente, e não se esquecer de ajustar mais precisamente o firewall (tudo que não é permitido é bloqueado; nos exemplos acima e abaixo, omiti isso por simplicidade e clareza), mas aqui não vou me aprofundar mais.

Outras possibilidades

Além da ferramenta mencionada, existe o docker registry, que armazena imagens para contêineres, e o docker compose, que serve para automatizar a implantação de aplicações em contêineres, utilizando arquivos YAML para construir e configurar contêineres e outros itens relacionados (como redes e sistemas de arquivos persistentes para armazenamento de dados).

Com sua ajuda, também é possível organizar pipelines para CICD. Outra possibilidade interessante é a operação em modo de cluster, conhecido como swarm mode (até a versão 1.12 era chamado de docker swarm), que permite combinar vários servidores em uma única infraestrutura para execução de contêineres. Há suporte para uma rede virtual sobre todos os servidores, balanceador de carga integrado e suporte a segredos para contêineres.

Os arquivos YAML do docker compose, com pequenas alterações, podem ser usados para esses clusters, automatizando completamente a manutenção de pequenos e médios clusters para diferentes objetivos. Para clusters grandes, é preferível usar o Kubernetes, pois os custos de manutenção do swarm mode podem superar os do Kubernetes. Além do runC, como ambiente de execução de contêineres, também pode ser instalado por exemplo Kata containers

Trabalho com Docker

Após a instalação e configuração, vamos tentar montar um cluster, onde implementaremos o GitLab e o Docker Registry para a equipe de desenvolvimento. Para os servidores, utilizarei três máquinas virtuais, nas quais também implementarei um sistema de arquivos distribuído GlusterFS, que usarei como armazenamento para volumes Docker, por exemplo, para executar uma versão tolerante a falhas do Docker Registry. Os componentes chave para a execução são: Docker Registry, Postgresql, Redis e GitLab com suporte ao GitLab Runner sobre o Swarm. O Postgresql será executado com clusterização. Stolon, por isso, o GlusterFS não deve ser utilizado para armazenamento de dados do Postgresql. Os outros dados críticos serão armazenados no GlusterFS.

Para implementar o GlusterFS em todos os servidores (que são chamados de node1, node2, node3), é necessário instalar os pacotes, permitir a operação do firewall e criar os diretórios necessários:

# 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

Após a instalação, o trabalho de configuração do GlusterFS deve continuar a partir de um nó, por exemplo, 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

Em seguida, é necessário montar o volume obtido (o comando deve ser executado em todos os servidores):

# mount /srv/docker

A configuração do modo swarm é feita em um dos servidores, que será o Leader; os outros devem se juntar ao cluster, então o resultado da execução do comando no primeiro servidor deve ser copiado e executado nos outros.

Configuração inicial do cluster, o comando é iniciado em 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

Copiamos o resultado do segundo comando e executamos em node2 e node3:

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

Com isso, a configuração preliminar dos servidores está concluída, vamos iniciar a configuração dos serviços, os comandos a serem executados serão iniciados a partir de node1, a menos que indicado de outra forma.

Primeiro, vamos criar redes para os contêineres:

# 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

Em seguida, marcamos os servidores, isso é necessário para vincular alguns serviços aos servidores:

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

Em seguida, criamos diretórios para armazenar dados do etcd, um armazenamento de chave-valor, que é necessário para Traefik e Stolon. Assim como o Postgresql, serão contêineres vinculados aos servidores, então este comando deve ser executado em todos os servidores:

# mkdir -p /srv/etcd

Depois, criamos um arquivo para a configuração do etcd e o aplicamos:

00etcd.yml

versão: '3.7'

serviços:
  etcd1:
    imagem: quay.io/coreos/etcd:latest
    hostname: etcd1
    comando:
      - 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
    redes:
      - etcd
    volumes:
      - etcd1vol:/data.etcd
    deploy:
      réplicas: 1
      placement:
        restrições: [node.labels.nodename == node1]
  etcd2:
    imagem: quay.io/coreos/etcd:latest
    hostname: etcd2
    comando:
      - 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
    redes:
      - etcd
    volumes:
      - etcd2vol:/data.etcd
    deploy:
      réplicas: 1
      placement:
        restrições: [node.labels.nodename == node2]
  etcd3:
    imagem: quay.io/coreos/etcd:latest
    hostname: etcd3
    comando:
      - 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
    redes:
      - etcd
    volumes:
      - etcd3vol:/data.etcd
    deploy:
      réplicas: 1
      placement:
        restrições: [node.labels.nodename == node3]

volumes:
  etcd1vol:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/etcd"
  etcd2vol:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/etcd"
  etcd3vol:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/etcd"

redes:
  etcd:
    externo: true

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

Após algum tempo, verificamos se o cluster etcd foi iniciado:

# 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

Criamos diretórios para o Postgresql, o comando é executado em todos os servidores:

# mkdir -p /srv/pgsql

Em seguida, criamos um arquivo para configurar o Postgresql:

01pgsql.yml

versão: '3.7'

serviços:
  pgsentinel:
    imagem: sorintlab/stolon:master-pg10
    comando:
      - 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
    redes:
      - etcd
      - pgsql
    implantação:
      réplicas: 3
      configuração_de_atualização:
        paralelismo: 1
        atraso: 30s
        ordem: stop-first
        ação_em_falha: pause
  pgkeeper1:
    imagem: sorintlab/stolon:master-pg10
    hostname: pgkeeper1
    comando:
      - 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
    redes:
      - etcd
      - pgsql
    ambiente:
      - PGDATA=/var/lib/postgresql/data
    volumes:
      - pgkeeper1:/var/lib/postgresql/data
    segredos:
      - pgsql
      - pgsql_repl
    implantação:
      réplicas: 1
      colocação:
        restrições: [node.labels.nodename == node1]
  pgkeeper2:
    imagem: sorintlab/stolon:master-pg10
    hostname: pgkeeper2
    comando:
      - 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
    redes:
      - etcd
      - pgsql
    ambiente:
      - PGDATA=/var/lib/postgresql/data
    volumes:
      - pgkeeper2:/var/lib/postgresql/data
    segredos:
      - pgsql
      - pgsql_repl
    implantação:
      réplicas: 1
      colocação:
        restrições: [node.labels.nodename == node2]
  pgkeeper3:
    imagem: sorintlab/stolon:master-pg10
    hostname: pgkeeper3
    comando:
      - 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
    redes:
      - etcd
      - pgsql
    ambiente:
      - PGDATA=/var/lib/postgresql/data
    volumes:
      - pgkeeper3:/var/lib/postgresql/data
    segredos:
      - pgsql
      - pgsql_repl
    implantação:
      réplicas: 1
      colocação:
        restrições: [node.labels.nodename == node3]
  postgresql:
    imagem: sorintlab/stolon:master-pg10
    comando: 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
    redes:
      - etcd
      - pgsql
    implantação:
      réplicas: 3
      configuração_de_atualização:
        paralelismo: 1
        atraso: 30s
        ordem: stop-first
        ação_em_falha: rollback

volumes:
  pgkeeper1:
    driver: local
    opções_do_driver:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/pgsql"
  pgkeeper2:
    driver: local
    opções_do_driver:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/pgsql"
  pgkeeper3:
    driver: local
    opções_do_driver:
      type: none
      o: bind
      device: "/srv/pgsql"

segredos:
  pgsql:
    arquivo: "/srv/docker/postgres"
  pgsql_repl:
    arquivo: "/srv/docker/replica"

redes:
  etcd:
    externo: true
  pgsql:
    externo: true

Gerando segredos, aplicamos o arquivo:

# </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

Após algum tempo (observamos a saída do comando docker service ls, que todos os serviços foram iniciados) inicializamos o cluster 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

Verificamos a prontidão do cluster 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

Configuramos o traefik para abrir acesso aos contêineres externamente:

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

Iniciamos o Redis Cluster, para isso criamos em todos os nós um diretório para armazenamento:

# 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

Adicionando o Docker Registry:

06registry.yml

versão: '3.7'

serviços:
  registro:
    imagem: registry:2.6
    redes:
      - traefik
    volumes:
      - registry_data:\/var\/lib\/registry
    deploy:
      réplicas: 1
      colocação:
        restrições: [node.role == manager]
      política_de_reinício:
        condição: on-failure
      rótulos:
        - traefik.enable=true
        - traefik.http.routers.registry.rule=Host(`registry.exemplo.com`)
        - traefik.http.services.registry.loadbalancer.server.port=5000
        - traefik.docker.network=traefik

volumes:
  registry_data:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      dispositivo: "\/srv\/docker\/registry"

redes:
  traefik:
    externo: true

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

E finalmente — GitLab:

08gitlab-runner.yml

versão: '3.7'

serviços:
  gitlab:
    imagem: gitlab\/gitlab-ce:latest
    redes:
      - pgsql
      - redis
      - traefik
      - gitlab
    portas:
      - 22222:22
    ambiente:
      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@exemplo.com"
        gitlab_rails['smtp_password'] = "xxxxxxxxx"
        gitlab_rails['smtp_domain'] = "exemplo.com"
        gitlab_rails['gitlab_email_from'] = 'noreply@exemplo.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.exemplo.com\/'
        gitlab_rails['gitlab_shell_ssh_port'] = 22222
    volumes:
      - gitlab_conf:\/etc\/gitlab
      - gitlab_logs:\/var\/log\/gitlab
      - gitlab_data:\/var\/opt\/gitlab
    deploy:
      modo: replicado
      réplicas: 1
      colocação:
        restrições:
        - node.role == manager
      rótulos:
        - traefik.enable=true
        - traefik.http.routers.gitlab.rule=Host(`gitlab.exemplo.com`)
        - traefik.http.services.gitlab.loadbalancer.server.port=80
        - traefik.docker.network=traefik
  gitlab-runner:
    imagem: gitlab\/gitlab-runner:latest
    redes:
      - gitlab
    volumes:
      - gitlab_runner_conf:\/etc\/gitlab
      - \/var\/run\/docker.sock:\/var\/run\/docker.sock
    deploy:
      modo: replicado
      réplicas: 1
      colocação:
        restrições:
        - node.role == manager

volumes:
  gitlab_conf:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      dispositivo: "\/srv\/docker\/gitlab\/conf"
  gitlab_logs:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      dispositivo: "\/srv\/docker\/gitlab\/logs"
  gitlab_data:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      dispositivo: "\/srv\/docker\/gitlab\/data"
  gitlab_runner_conf:
    driver: local
    driver_opts:
      type: none
      o: bind
      dispositivo: "\/srv\/docker\/gitlab\/runner"

redes:
  pgsql:
    externo: true
  redis:
    externo: true
  traefik:
    externo: true
  gitlab:
    externo: 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

Estado final do cluster e serviços:

# 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

O que mais pode ser melhorado? É imprescindível configurar no Traefik o funcionamento dos containers via https, adicionar criptografia tls para Postgresql e Redis. Mas, em geral, já é possível entregar aos desenvolvedores como PoC. Agora, veremos as alternativas ao Docker.

Podman

Mais um engine bastante conhecido para rodar containers, agrupados em pods (pods, grupos de containers que são implantados em conjunto). Ao contrário do Docker, não requer qualquer serviço para iniciar os containers, toda a operação é feita através da biblioteca libpod. Também é escrito em Go, necessitando de um runtime compatível com OCI para executar os containers, como runC.

Docker e tudo, tudo, tudo

O trabalho com Podman é, em geral, semelhante ao do Docker, a ponto de ser possível fazer assim (afirmado por muitos que tentaram, inclusive pelo autor deste artigo):

$ alias docker=podman

e você pode continuar trabalhando. No geral, a situação com o Podman é muito interessante, pois se as versões anteriores do Kubernetes trabalhavam com o Docker, a partir de 2015, após a padronização do mundo dos containers (OCI — Open Container Initiative) e a divisão do Docker em containerd e runC, uma alternativa ao Docker para execução no Kubernetes começou a se desenvolver: CRI-O. Neste aspecto, o Podman é uma alternativa ao Docker, construída com os princípios do Kubernetes, incluindo a agregação de containers, mas o principal objetivo da existência do projeto é executar containers ao estilo Docker sem serviços adicionais. Por razões óbvias, não há modo swarm disponível, já que os desenvolvedores afirmam claramente que, se for necessário um cluster, é preferível usar o Kubernetes.

Instalação

Para instalar no Centos 7, basta ativar o repositório Extras, após o que você pode instalar tudo com o comando:

# yum -y install podman

Outras possibilidades

O Podman pode gerar unidades para systemd, resolvendo assim a tarefa de iniciar containers após reiniciar o servidor. Além disso, é afirmada a operação correta do systemd como pid 1 dentro do container. Para construir containers, há uma ferramenta separada chamada buildah, e também há ferramentas de terceiros — análogas ao docker-compose, que geram arquivos de configuração compatíveis com o Kubernetes, facilitando a transição do Podman para o Kubernetes tanto quanto possível.

Trabalho com Podman

Uma vez que não há modo swarm (considera-se a migração para Kubernetes, se for necessário um cluster) — vamos coletar em containers separados.

Instalamos o podman-compose:

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

O arquivo de configuração resultante para o podman é um pouco diferente, pois, por exemplo, foi necessário mover uma seção separada de volumes diretamente para a seção de serviços.

gitlab-podman.yml

versão: '3.7'

serviços:
  gitlab:
    imagem: gitlab/gitlab-ce:latest
    hostname: gitlab.exemplo.com
    reiniciar: a menos que parado
    ambiente:
      GITLAB_OMNIBUS_CONFIG: |
        gitlab_rails['gitlab_shell_ssh_port'] = 22222
    portas:
      - "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
    redes:
      - gitlab

  gitlab-runner:
    imagem: gitlab/gitlab-runner:alpine
    reiniciar: a menos que parado
    depende_de:
      - gitlab
    volumes:
      - /srv/podman/gitlab/runner:/etc/gitlab-runner
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    redes:
      - gitlab

redes:
  gitlab:

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

Resultado da execução:

# 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

Vamos ver o que ele gera para systemd e kubernetes, para isso precisamos saber o nome ou ID do pod:

# 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

Infelizmente, além de iniciar contêineres, a unidade gerada para systemd não faz mais nada (por exemplo, limpar contêineres antigos ao reiniciar esse serviço), então essas coisas terão que ser adicionadas manualmente.

Basicamente, o Podman é suficiente para experimentar o que são contêineres, transferir as configurações antigas para docker-compose, depois do que é possível migrar para Kubernetes, se for necessário para um cluster, ou obter uma alternativa mais simples ao Docker.

rkt

Projeto foi para o arquivo há cerca de seis meses, porque foi comprado pela RedHat, então não vou me aprofundar mais nele. No geral, deixava uma impressão bastante positiva, mas em comparação com Docker e, mais ainda, com Podman, parece um trator. Também existia uma distribuição CoreOS, construída com base em rkt (embora inicialmente tivesse Docker), porém seu suporte também terminou após a compra pela RedHat.

Plash

Mais é um projeto, cujo autor queria apenas montar e executar contêineres. Segundo a documentação e o código — o autor não seguiu padrões, mas decidiu escrever sua própria implementação, e na verdade fez isso.

Como resultado, obtemos um serviço de "monitoramento como serviço", automatizado na linha de produção de integração contínua. O desenvolvedor ou testador precisa apenas definir a lista de métricas em um arquivo JSON, e tudo o mais acontece automaticamente. Obtemos um controle de qualidade transparente dos lançamentos: todas as notificações sobre desempenho, consumo de recursos ou regressões arquitetônicas.

A situação com a presença do Kubernetes é bastante interessante: por um lado, com Docker é possível montar um cluster (no modo swarm), com o qual é até possível executar ambientes produtivos para clientes, especialmente relevante para pequenas equipes (3-5 pessoas), ou com uma carga geral baixa, ou então se não houver desejo de entender os meandros da configuração do Kubernetes, incluindo para altas cargas.

O Podman não oferece compatibilidade total, mas tem uma vantagem importante — a compatibilidade com Kubernetes, incluindo ferramentas adicionais (buildah e outras). Portanto, levarei em consideração esta abordagem para escolher a ferramenta: para pequenas equipes ou orçamentos limitados — Docker (com possível modo swarm), para desenvolvimento pessoal no localhost — Podman com os colegas, e para todos os outros — Kubernetes.

Não tenho certeza se a situação com o Docker mudará no futuro, afinal, eles são os pioneiros, e estão, gradualmente, se padronizando. Porém, o futuro do Podman, apesar de suas desvantagens (funciona apenas no Linux, não tem clustering, e as ações de montagem e outras são feitas com soluções externas), parece mais claro. Por isso, convido todos os interessados a discutir essas conclusões nos comentários.

P.S. No dia 3 de agosto, lançamos "Curso em vídeo sobre Docker", onde você poderá saber mais sobre seu funcionamento. Vamos explorar todas as suas ferramentas: desde as abstrações principais até os parâmetros de rede, nuances de trabalho com diferentes sistemas operacionais e linguagens de programação. Você se familiarizará com a tecnologia e entenderá onde e como usar melhor o Docker. Também compartilharemos casos de melhores práticas.

O custo da pré-venda antes do lançamento: 5000 rublos. O programa do "Curso em Vídeo sobre Docker" pode ser consultado na página do curso.

Fonte: habr.com

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