Marathon-lb 服务自动发现和负载均衡

Marathon-lb用途
在使用Marathon+Mesos 的容器集群中，我们会构建很多个容器，这些容器在不同的slave上分配了不同的随机端口，这些Docker容器在HA模式下运行，如果任何slave节点故障导致容器实例意外退出，它将自动重新创建到健康的节点上。 所以我们不必担心高可用性问题，Marathon会自动帮我们处理这些问题。
但是，当我们要使用这些容器处理我们的业务数据时，问题就来了。如我们有多个nginx提供web服务，我们如何分配流量？ 如果slave节点发生硬件故障，或者容器实例崩溃，那么新创建的容器IP和端口随时可能发生变化。 我们需要确保我们的负载均衡器能够在最短时间内检测这些变化，并相应地路由流量。 要解决这个问题，我们就要使用Marathon-lb。 Marathon-lb是通过监测Marathon应用程序状态来管理HAProxy的工具。而 HAProxy是一款快速，高效，经过测试的高可用性负载平衡器，具有许多高级功能，如健康检查，SSL，会话持久性等。

Marathon-lb设计思想
Marathon-lb通过调用自身的marathon_lb.py 脚本，连接到Marathon API以检索所有正在运行的应用程序，根据检索的信息生成HAProxy配置并重新加载HAProxy。 每当应用程序状态有任何变化时，Marathon-lb就会使用最新的IP和端口号更新haproxy配置文件，并重新加载haproxy。 默认情况下，Marathon-lb会绑定到每个应用的服务端口，并将传入的请求发送到应用实例。

Marathon-lb依赖于嵌入在haproxy中的最新lua支持来生成配置文件。 我们需要下载并安装具有Lua支持的Haproxy，需要使用haproxy 1.6.0以上版本。

Marathon-lb可以直接从官方下载docker镜像，简单配置之后就可以和其它容器一起放在Mesos集群中以容器的方式运行，也可以使用传统的方法在某一两台主机上安装，设置vip,配置为高可用的模式，这两种方式各有优缺点，可以根据自己的业务要求进行合理规划。下面就这两种方式为大家一一介绍。

使用单独主机配置Marathon-lb
在本地主机IP为192.168.20.47的主机上部署Marathon-lb。

安装Haproxy
1、Haproxy需要lua5.3及以上版本，CentOS7.2默认的lua版本是5.1.4，所以首先安装lua5.3.4,这里使用编译安装，需要确保系统中已经安装gcc和readline-devel：

[root@marathon-lb ~]# wget http://www.lua.org/ftp/lua-5.3.4.tar.gz [root@marathon-lb ~]# tar  xf lua-5.3.4.tar.gz
[root@marathon-lb ~]# cd lua-5.3.4
[root@marathon-lb lua-5.3.4]# make linux test
[root@marathon-lb lua-5.3.4]# cd src
[root@marathon-lb src]# cp lua luac /usr/bin/
[root@marathon-lb ~]# lua -v
Lua 5.3.4  Copyright (C) 1994-2017 Lua.org, PUC-Rio

2、安装Haproxy
先安装必要的模块：

[root@marathon-lb ~]# yum install socat openssl-devel pcre-devel zlib-devel libcurl-devel -y

下载最新的源码包安装：

[root@marathon-lb ~]# wget http://www.haproxy.org/download/1.7/src/haproxy-1.7.8.tar.gz [root@marathon-lb ~]# tar xf haproxy-1.7.8.tar.gz
[root@marathon-lb ~]# cd haproxy-1.7.8
[root@marathon-lb haproxy-1.7.8]# make TARGET=linux2628 USE_PCRE=1 USE_OPENSSL=1 USE_ZLIB=1 USE_CRYPT_H=1 USE_LIBCRYPT=1 USE_LUA=1
[root@marathon-lb haproxy-1.7.8]# make install PREFIX=/usr/local/haproxy
[root@marathon-lb haproxy-1.7.8]# haproxy -v
HA-Proxy version 1.7.8 2017/07/07
Copyright 2000-2017 Willy Tarreau <willy@haproxy.org>

3、编写启动脚本，此处可参考系统自带的启动脚本，设置配置文件路径。测试使用reload命令是否正常。

/etc/init.d/haproxy start
/etc/init.d/haproxy reload

安装Marathon-lb

1、从github上下载安装Marathon-lb

[root@marathon-lb ~]# git clone https://github.com/mesosphere/marathon-lb.git [root@marathon-lb ~]# mv marathon-lb  /
[root@marathon-lb ~]# cd /marathon-lb

2、创建ca证书和pem文件(防止启动时报错，这里只做内部使用，可根据自己的实际需求申请证书)

cd /etc/ssl/
openssl genrsa -out ca.key 1024
openssl req -new -key ca.key -out ca.csr
openssl x509 -req -days 365 -in ca.csr -signkey ca.key -out ca.crt
cat ca.crt ca.key > cert.pem

3、创建haproxy的global配置文件，启动haproxy

haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg

4、在marathon上发布含有HAPROXY_GROUP类型的标签的app,这里发布一个haproxy组信息为“external”标签的tomcat容器：

{
"id":"tomcat",
"labels": {
"HAPROXY_GROUP":"external",
"HAPROXY_0_VHOST":"tomcat-test.com"
},

"cpus":1,
"mem":128,
"instances": 1,
"constraints": [["hostname", "UNIQUE",""]],
"container": {
"type":"DOCKER",
"docker": {
"image": "tomcat",
"network": "BRIDGE",
"portMappings": [
{"containerPort": 8080, "hostPort": 0,"servicePort": 0, "protocol": "tcp" }
]
}
}
}

5、配置Marathon-lb通过Marathon API获取容器应用状态，使用marathon-lb.py脚本更新haproxy配置信息并自动重新加载haproxy，这里需要指定marathon集群主机信息：

[root@marathon-lb marathon-lb]# ./marathon_lb.py -m http://192.168.20.41:8080 \
-m http://192.168.20.42:8080 -m http://192.168.20.43:8080 sse --group external \
--health-check

此时，会在/etc/haproxy目录下生成一个haproxy.cfg的文件。并会自动执行happroxy的reload操作。提示：marathon-lb的python脚本需要运行在python3版本的环境，如果过是系统默认的python2.7,请参考此链接安装python36、每次执行marathon-lb.py的文件才会去更新haproxy配置，可以写一个marathon-lb的启动脚本使marathon-lb持续运行，这里只是示例，脚本比较粗糙，大家可以自行优化：

#!/bin/bash
# marathon-lb management script
# tryingstuff.blog.51cto.com

PIDFILE=/var/run/haproxy.pid
SINGNFILE=/tmp/marathon-lb.sign
MLB_HOME=/marathon-lb/
start() {
PRO_CUNT=`ps -ef|grep marathon_lb|grep -v 'grep'|wc -l`
if [ $PRO_CUNT -gt 1 ]
then
echo "marathon-lb already running!"
exit 1
else
echo "marathon-lb start! " >  $SINGNFILE
fi
while [ -f $SINGNFILE ]
do
cd $MLB_HOME && ./marathon_lb.py -m http://192.168.20.41:8080 -m http://192.168.20.42:8080 -m http://192.168.20.43:8080 sse --group external --health-check &> /dev/null
done
}
stop() {
rm -f $SINGNFILE
echo "marathon-lb stopped!"
}
case "$1" in
start)
start
;;
stop)
stop
;;
*)
echo $"Usage: $0 {start|stop}"
exit 1
esac

给脚本添加执行权限并命名为marathon-lb，启动marathon-lb:

nohub marathon-lb start &

关闭marathon-lb:

marathon-lb stop

7、访问tomcat容器：
在本地hosts 文件中添加 marathon-lb IP(此处为192.168.20.47)和域名的对应记录（tomcat-test.com），访问tomcat-test.com:




以容器方式配置Marathon-lb

理解了主机配置的方式，相对于以容器方式配置Marathon-lb那就太简单了，只需下载镜像，启动容器两步即可, 生产中推荐使用这种方式。
1、从官方下载Marathon-lb容器镜像

docker pull docker.io/mesosphere/marathon-lb

2、指定mesos的master主机和Haproxy 组，启动Marathon-lb容器：

docker run -d --privileged -e PORTS=9090 --net=host \
docker.io/mesosphere/marathon-lb sse \
-m http://192.168.20.41:8080 -m http://192.168.20.42:8080 \
-m http://192.168.20.43:8080  --group external

这里所指定网络模式为host.
3、发布APP要指定标签类型，否则不会被marathon-lb获取到状态信息：

{
"id":"nginx",
"labels": {
"HAPROXY_GROUP":"external",
"HAPROXY_0_VHOST":"nginx1.com"
},
"cpus":0.2,
"mem":20.0,
"instances": 1,
"constraints": [["hostname", "UNIQUE",""]],
"container": {
"type":"DOCKER",
"docker": {
"image": "nginx",
"network": "BRIDGE",
"portMappings": [
{"containerPort": 80, "hostPort": 0,"servicePort": 0, "protocol": "tcp" }
]
}
}
}

如果要实现多个APP负载均衡，可以直接在marathon上对当前的app进行扩容，点击“scale application”节点会自动添加到haproxy中。

4、我们可以通过访问marathon-lb容器所在的主机IP来访问nginx(指定了VHOST需要做解析或在本地添加hosts记录)，使用如下格式访问9090端口来查看当前haproxy的状态：
http://192.168.20.45:9090/haproxy?stats
可以创建多个marathon-lb容器作为高可用。

参考资料：
http://www.bubuko.com/infodetail-1506228.html
https://github.com/mesosphere/marathon-lb