基于Docker容器的微服務研究與實現

【摘? 要】隨著信息技術的發展，在大數據時代的背景下對于信息的讀寫速度和網絡的移植功能有了更高的要求，一些網絡系統的設計也由單一的場景和應用向著“一平臺，多場景”的微應用系統設計轉變。在技術方面，要實現微服務的轉變需要依托可移植的網絡容器。本文探討了基于DOCKER這一應用容器引擎、基于SOA的DUBBO架構的治理框架實現將個體應用分解轉變成獨立的微服務。同時利用容器協助形成微服務的自動安置和進一步的擴展。

【關鍵詞】微服務;DOCKER容器;SOA架構

引言

互聯網的多維式發展讓網站和應用的開發模式不再單一，傳統的老式計算機軟件開發模式在現代的網絡環境中的弊端逐漸顯現。在現代化模式下，開發模式向敏捷式開發和微服務模式過渡。微服務是對個體應用中的服務模塊和組件進一步的完善和拆分，使其成為獨立于應用存在的服務結構，這樣的分解結構也大大方便了現代網絡模式下軟件的開發和維護。

1.DOCKER容器技術概述

Docker容器是一款基于GO語言和LXC的高級引擎，具有易操作、隔離性高、啟動快等性質。而且基于DOCKER的微服務部署不用考慮資源耗費量的問題，因為在DOCKER容器中可以實現部署迅速、移植操作、便于管理和服務共享等功能，只需要進行單次編譯就可以移植到其他平臺進行操作。此外，DOCKER的管理系統有很強的規劃性，還能達到資源共享的目的。隨著DOCKER容器核心技術的進步，依賴于DOCKER的微服務的功能也將增加。

1.1 DOCKER的技術實現

DOCKER依賴LXC實現分布式運行的功能，主要包括命名空間和群組控制兩個方面。命名空間具有很強的隔離性，幫助程序運行時提供獨立的空間，避免了各個系統運行過程中的干擾問題。群組控制負責控制不同DOCKER運行中所需的內存和CPU，不僅能實現堆運行進程的實時監管，還能讓網絡資源利用率實現最大化。另外，群組控制能依據DOCKER的重要程度合理安排控制排序，形成合理的資源分配的程序運行架構。

1.2 DOCKER容器的優勢

由于特殊的技術原理支撐，DOCKER的優勢也相對明顯。首先它的秒級啟動功能就為整個系統的運行和操作提供了極大的便利條件，另外，DOCKER易于架構的優勢讓資源的分配率更合理，每個主機構建的DOCKER越多，整個系統的運行效率就越高。DOCKER容器的具體優勢體現如下：

（1）節省時間節約成本。DOCKER通過直接操作主機的內核，達到了程序運行時占用網絡資源小、運行快的節約目的，運行空間也比傳統的虛擬機擴大了幾千倍，因此運行成本大大減少。

（2）更高效。DOCKER單次運行就能在平臺間移植操作的特性，縮短了程序的開發和測試時間，提高了內存和CPU的利用度，保證了程序的高效運行。

（3）易于管理。DOCKER便于查看和接收信息指令，而且當系統發生故障的時，能通過觀察指令信息來確定故障范圍，因此數據管理更方便，故障修復更容易。

2.DOCKER虛擬化技術

DOCKER基于LINUX技術的特性讓整個系統實現了操作虛擬化，每個用戶都在隔離的狀態下對系統進行操作，并且能共享和記錄每個程序中代碼間的關聯，形成方便快速操作的新的構建。微服務的實現則是通過DOCKER把拆分后的應用程序移植到LINUX上面實現的，基于DOCKER容器的微服務程序具有諸多優勢。

2.1節省網絡資源的優勢

微服務在DOCKER容器中的實現是通過在程序運行中建立分散形式的應用，再投射到DOCKER容器上，整個程序運行的環境被包括在DOCKER容器內，不僅對網絡空間的占用率減少，也減少了一大部分網絡資源的占用。

2.2基于DOCKER容器微服務環境的優勢

DOCKER容器內有足夠的空間環境支持程序的運行，因此省略了后期對程序的運行和維護，只需要維護好負責運行DOCKER的虛擬機即可。

2.3高效率的優勢

DOCKER能在一秒內實現程序服務的啟動和迅速部署。一般在擁擠的網絡環境下，需要迅速在最短的時間里擴充和維護服務器來容納大流量，而在DOCKER容器中只需要一秒就能達到擴充容量，以更快速、更高效、更敏捷的程序支撐擁擠的網絡環境。

3.基于DOCKER的DUBBO應用

DOCKER容器要想對微服務進行部署，就要求微服務對軟件程序進行拆分，形成獨立的服務機制，讓這些服務系統可以獨立升級、快速部署，同時讓各個應用達到運行所需的敏捷力和自我管理能力?；谶@一需要，微服務在拆分服務機制時就需要DUBBO框架的支持。DUBBO是一種開源的分布式微服務框架，并且結合了ZOOKEPPER作為整個框架的服務注冊站點，DUBBO和ZOOKEPPER的組合不僅能完成服務注冊，還能發現和均衡軟負載。

本文探討了使用Dockerfile制作鏡像，構建基于Docker的Dubbo框架，如圖 1 所示。

架構中的Nginx的作用是支撐大流量的同時訪問，并且對這些訪問做出快速的響應和處理，在特殊情況下還能當做負載均衡服務器提供外部服務;Provider Cluster Node是整個框架中為服務機制提供注冊的一環，在這一環節中，需要把所能提供的服務提前注冊到注冊站，以方便服務使用者隨時調取服務;Zookepper Cluster Node：所有的Zookepper都不分等級，但是會隨機選擇某個點，使其成為Leader，在程序運行的時候，如果有節點宕機，則舍棄該節點;Dubbo Monitor是實施監控的一環，這一環負責向管理人員展示整個DOCKER容器的運營狀況和各環節服務調取的狀態。

該試驗方法把整個應用拆分成了單一獨立的微服務，并且把所有服務都放置于DOCKER容器內，而微服務和服務使用者之間則通過ZOOKEPPER的各個節點進行連接。當網絡在同一時間出現大流量和訪問量的時候，Nginx系統可以通過負載手段來均衡一部分的訪問量。各個環節之間的合作模擬形成了基于DOCKER容器的微服務框架的搭建。本方法既體現了微服務之間節點的低耦合性，又體現了資源的高效利用和服務模塊的快速部署。

4.結束語

盡管在應用信息技術的發展中，微服務的發展還沒有完全成熟，但是與DOCKER容器的組合無疑讓微服務有了更高效的運行結構。在整個框架中，既能實現動態注冊和獲取服務，還能遠程調取服務，滿足了服務消費者的一切需求。而且通過DOBBO平臺可以實現迅速部署，在整個運行過程中不至于對網絡資源造成大規模浪費，還可以滿足應用不斷擴大規模的需要，就算如此，程序啟動時長和服務部署難度也不會隨之增加。

在數據處理方面，基于DOCKER容器的微服務也有速率高的優勢，高效的讀寫速度讓這一結合框架具備微服務必須具備的數據儲存和調取等功能，且為這些數據的儲存和服務的調取提供了安全性較高的容器環境。

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作者介紹：梁純（1979.12-），女，漢族，湖北武漢人，計算機碩士，講師，研究方向為軟件設計，面向微服務架構。