Sessão complicada com Docker Swarm (CE) no Debian 9

• Introdução
• Pré-requisitos
• Quem sou eu
• Configurando o Traefik
• Como funciona

Introdução

O Docker Swarm transforma seus servidores individuais em um cluster de computadores; facilitando o dimensionamento, a alta disponibilidade e o balanceamento de carga. O balanceador de carga Swarm implementa uma estratégia de balanceamento de carga round-robin, e isso pode interferir no funcionamento correto de aplicativos stateful (legados) que requerem alguma forma de sessões fixas para permitir uma configuração de alta disponibilidade com várias instâncias. O Docker Enterprise Edition oferece suporte à sessão de camada 7, mas neste guia, focaremos na versão gratuita (CE) do Docker. Para implementar sessões complicadas, usaremos o Traefik.

Pré-requisitos

• Pelo menos duas instâncias Debian 9 recém-implantadas e atualizadas na mesma sub-rede com rede privada ativada
• Docker CE instalado nessas instâncias
• As instâncias devem fazer parte do mesmo Swarm e devem poder se comunicar através da rede privada
• Conhecimento prévio do Docker e do Docker Swarm
• Um usuário não root com sudodireitos (opcional, mas é altamente recomendável não usar o usuário root)

Neste tutorial, usaremos duas instâncias do Vultr com endereços IP privados 192.168.0.100e 192.168.0.101. Ambos são nós do gerenciador do Docker Swarm (o que não é ideal para produção, mas é suficiente para este tutorial).

Quem sou eu

Este tutorial usa a jwilder/whoamiimagem do docker como um aplicativo de demonstração. Esse contêiner simples responderá a uma chamada REST com o nome do contêiner de resposta, facilitando o teste se as sessões persistentes estão funcionando. Obviamente, esta imagem é usada apenas para fins de demonstração e precisa ser substituída pela imagem do seu próprio aplicativo.

O serviço whoami está configurado da seguinte maneira:

sudo docker network create whoaminet -d overlay
sudo docker service create --name whoami-service --mode global --network whoaminet --publish "80:8000"  jwilder/whoami
sudo iptables -I INPUT 1 -p tcp --dport 80 -j ACCEPT

Se subseqüentemente curlo ponto de extremidade REST whoami em http://192.168.0.100/, poderemos ver o balanceamento de carga round-robin do Docker Swarm em funcionamento:

curl http://192.168.0.100
I'm a6a8c9294fc3
curl http://192.168.0.100
I'm ae9d1763b4ad
curl http://192.168.0.100
I'm a6a8c9294fc3
curl http://192.168.0.100
I'm ae9d1763b4ad
curl http://192.168.0.100
I'm a6a8c9294fc3

Não adianta testar isso com navegadores modernos, como o Chrome ou Firefox, porque eles são projetados para manter as conexões ativas, e o balanceador de carga do Docker Swarm só muda para o outro contêiner a cada nova conexão. Se você quiser testar isso com um navegador, precisará aguardar pelo menos 30 segundos para que a conexão feche antes de atualizar novamente.

Configurando o Traefik

O Traefik suporta nativamente o Docker Swarm, ele pode detectar e registrar ou cancelar o registro de contêineres em tempo real e se comunica com o seu aplicativo pela rede de sobreposição interna. O Traefik precisa de algumas informações sobre seu aplicativo antes que ele possa começar a manipular pedidos. Essas informações são fornecidas à Traefik adicionando etiquetas ao seu serviço Swarm:

sudo docker service update --label-add "traefik.docker.network=whoaminet" --label-add "traefik.port=8000" --label-add "traefik.frontend.rule=PathPrefix:/" --label-add "traefik.backend.loadbalancer.stickiness=true" whoami-service

A lista a seguir descreve o significado de cada rótulo:

• traefik.docker.network : A rede de sobreposição do Docker, pela qual o Traefik se comunicará com seu serviço
• traefik.port : A porta na qual seu serviço está atendendo (esta é a porta exposta internamente, não a porta publicada)
• traefik.frontend.rule: PathPrefix:/ liga a raiz de contexto ' /' a este serviço
• traefik.backend.loadbalancer.stickiness : Ativa sessões permanentes para este serviço

Agora que whoami-serviceele foi configurado com os rótulos necessários, podemos adicionar o serviço Traefik ao enxame:

sudo docker service create --name traefik -p8080:80 -p9090:8080 --mount type=bind,source=/var/run/docker.sock,destination=/var/run/docker.sock --mode=global --constraint 'node.role == manager' --network whoaminet traefik --docker --docker.swarmmode --docker.watch --web --loglevel=DEBUG

Este comando faz várias coisas ao mesmo tempo, como mostra a lista a seguir:

• --name traefik : O nome do nosso novo serviço Docker é Traefik
• -p8080:80: Publicamos porta 80a porta do Traefik 8080porque a porta 80já está em uso pelo nosso serviço whoami
• -p9090:8080 : Publicamos a interface web do Traefik na porta 9090
• --mount ... : Montamos o soquete do Docker no contêiner para que o Traefik possa acessar o tempo de execução do Docker do host
• --global : Queremos contêineres Traefik em cada nó do gerente por motivos de alta disponibilidade
• --constraint 'node.role == manager': Queremos que o Traefik seja executado apenas nos nós do gerente, porque os nós dos trabalhadores não podem fornecer ao Traefik as informações necessárias. Por exemplo, docker service lsem um nó de trabalho não funciona, portanto, o Traefik nem seria capaz de descobrir quais serviços estão em execução
• --network whoaminet: Conecte o Traefik à mesma rede que a nossa whoami-service, caso contrário, ele não poderá se conectar a ele. Dissemos anteriormente ao Traefik para se conectar ao nosso serviço nessa rede com a traefik.docker.networketiqueta
• traefik : Diga ao docker para usar a imagem mais recente do dock do Traefik para este serviço
• --docker --docker.swarmmode --docker.watch --web --loglevel=DEBUG: Argumentos da linha de comando transmitidos diretamente ao Traefik para permitir a execução no modo de enxame do Docker. DEBUGé opcional aqui, mas interessante durante a instalação e para este tutorial

Tudo o que resta a fazer é abrir as portas necessárias no firewall Debian:

sudo iptables -I INPUT 1 -p tcp --dport 8080 -j ACCEPT
sudo iptables -I INPUT 1 -p tcp --dport 9090 -j ACCEPT

Como funciona

Assim que o Traefik é iniciado, você pode ver nos logs que o Traefik descobre os dois whoamicontêineres. Também está emitindo o nome do cookie que será usado para lidar com a sessão complicada:

time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Configuration received from provider docker: {\"backends\":{\"backend-whoami-service\":{\"servers\":{\"server-whoami-service-1-a179b2e38a607b1127e5537c2e614b05\":{\"url\":\"http://10.0.0.5:8000\",\"weight\":1},\"server-whoami-service-2-df8a622478a5a709fcb23c50e689b5b6\":{\"url\":\"http://10.0.0.4:8000\",\"weight\":1}},\"loadBalancer\":{\"method\":\"wrr\",\"stickiness\":{}}}},\"frontends\":{\"frontend-PathPrefix-0\":{\"entryPoints\":[\"http\"],\"backend\":\"backend-whoami-service\",\"routes\":{\"route-frontend-PathPrefix-0\":{\"rule\":\"PathPrefix:/\"}},\"passHostHeader\":true,\"priority\":0,\"basicAuth\":null}}}"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Wiring frontend frontend-PathPrefix-0 to entryPoint http"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Creating backend backend-whoami-service"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Adding TLSClientHeaders middleware for frontend frontend-PathPrefix-0"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Creating load-balancer wrr"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Sticky session with cookie _a49bc"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Creating server server-whoami-service-1-a179b2e38a607b1127e5537c2e614b05 at http://10.0.0.5:8000 with weight 1"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Creating server server-whoami-service-2-df8a622478a5a709fcb23c50e689b5b6 at http://10.0.0.4:8000 with weight 1"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=debug msg="Creating route route-frontend-PathPrefix-0 PathPrefix:/"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=info msg="Server configuration reloaded on :80"
time="2018-11-25T13:17:30Z" level=info msg="Server configuration reloaded on :8080"

Se nos enrolarmos http://192.168.0.100:8080, podemos ver que um novo cookie, _a49bcfoi definido:

curl -v http://192.168.0.100:8080
* About to connect() to 192.168.0.100 port 8080 (#0)
*   Trying 192.168.0.100...
* Connected to 192.168.0.100 (192.168.0.100) port 8080 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> User-Agent: curl/7.29.0
> Host: 192.168.0.100:8080
> Accept: */*
>
< HTTP/1.1 200 OK
< Content-Length: 17
< Content-Type: text/plain; charset=utf-8
< Date: Sun, 25 Nov 2018 13:18:40 GMT
< Set-Cookie: _a49bc=http://10.0.0.5:8000; Path=/
<
I'm a6a8c9294fc3
* Connection #0 to host 192.168.0.100 left intact

Se, nas chamadas subsequentes, enviarmos esse cookie para o Traefik, sempre seremos encaminhados para o mesmo contêiner:

curl http://192.168.0.100:8080 --cookie "_a49bc=http://10.0.0.5:8000"
I'm a6a8c9294fc3
curl http://192.168.0.100:8080 --cookie "_a49bc=http://10.0.0.5:8000"
I'm a6a8c9294fc3
curl http://192.168.0.100:8080 --cookie "_a49bc=http://10.0.0.5:8000"
I'm a6a8c9294fc3
curl http://192.168.0.100:8080 --cookie "_a49bc=http://10.0.0.5:8000"
I'm a6a8c9294fc3

O cookie não contém nada além do endereço IP interno do contêiner ao qual o Traefik deve enviar para solicitar. Se você alterar para o valor do cookie para http://10.0.0.4:8000, a solicitação será efetivamente encaminhada para o outro contêiner. Se o cookie nunca deve ser reenviado para o Traefik, a sessão permanente não funcionará e as solicitações serão equilibradas entre os contêineres do aplicativo e os contêineres do Traefik.

Isso é tudo o que é necessário para configurar as sessões adesivas da camada 7 no Docker CE no Debian 9.