Docker gebruiken voor Microservices-architectuur

Docker en microservices

Microservices-architectuur is de laatste jaren steeds populairder geworden, omdat het aanzienlijke voordelen biedt op het gebied van schaalbaarheid, flexibiliteit en onderhoud voor softwaretoepassingen. In de kern is microservices een architectuurpatroon waarbij een enkele applicatie is opgebouwd uit een verzameling kleine, onafhankelijke services die elk verantwoordelijk zijn voor een specifieke functionaliteit en met elkaar communiceren via API's. Deze modulariteit maakt snelle ontwikkeling, implementatie, eenvoudiger testen en gemakkelijk schalen van applicaties mogelijk.

In deze context komt Docker naar voren als een krachtig hulpmiddel voor het werken met microservices. Docker is een open-source platform dat het ontwikkelen, uitrollen en beheren van applicaties vergemakkelijkt door middel van containerisatie. Het stelt ontwikkelaars in staat om applicaties en hun afhankelijkheden te verpakken in lichtgewicht, draagbare containers, zodat applicaties consistent draaien in verschillende omgevingen en stadia van ontwikkeling. Door gebruik te maken van Docker kunnen ontwikkelaars het proces van het bouwen, beheren en schalen van microservices efficiënt stroomlijnen.

Waarom Docker gebruiken voor Microservices-architectuur?

Docker en microservices passen om verschillende redenen perfect bij elkaar.

Gestandaardiseerde omgeving

Docker stelt ontwikkelaars in staat om een gestandaardiseerde applicatieomgeving te creëren door alle benodigde componenten, inclusief de applicatie zelf, bibliotheken en afhankelijkheden, te verpakken in een enkele, op zichzelf staande eenheid die een container wordt genoemd. Deze standaardisatie vermindert het risico op omgevingsinconsistenties die kunnen optreden tussen ontwikkel-, staging- en productieomgevingen en zorgt ervoor dat microservices zich consistent gedragen zoals verwacht.

Versnelde ontwikkeling

Het gebruik van Docker-containers versnelt het ontwikkelingsproces voor microservices aanzienlijk. Omdat elke container een geïsoleerde omgeving is, kunnen ontwikkelaars aan individuele services werken zonder zich zorgen te maken over conflicterende afhankelijkheden of bibliotheken. Bovendien kunnen Docker-images eenvoudig worden gedeeld tussen teamleden, zodat ze applicaties snel kunnen implementeren en uitvoeren op hun lokale machines, wat de ontwikkeling en samenwerking versnelt.

Verbeterde draagbaarheid

Containers die zijn gemaakt met Docker zijn zeer draagbaar, waardoor ontwikkelaars applicaties eenvoudig kunnen verplaatsen tussen verschillende omgevingen en platforms. Deze overdraagbaarheid zorgt ervoor dat microservices consistent kunnen worden ingezet en uitgevoerd op verschillende systemen, ongeacht de onderliggende infrastructuur. Hierdoor kunnen ontwikkelteams zich richten op het bouwen van de best mogelijke applicaties zonder zich zorgen te maken over systeemspecifieke nuances.

Minder gebruik van systeembronnen

Een microservices-architectuur kan leiden tot een hoger verbruik van systeembronnen, omdat elke service op afzonderlijke machines draait en dus meer systeembronnen in beslag neemt. Docker pakt dit probleem aan door lichtgewicht containers te maken die de onderliggende bronnen van het hostsysteem delen, waardoor er minder bronnen worden verbruikt in vergelijking met het draaien van meerdere virtuele machines.

Vereenvoudigd beheer van microservices

Docker vereenvoudigt het beheer en de monitoring van microservices door een consistente omgeving te bieden voor het inzetten en uitvoeren van containers. Ontwikkelaars kunnen tools zoals Docker Compose gebruiken om de hele applicatiestack te definiëren, inclusief individuele microservices en hun afhankelijkheden, waardoor het eenvoudig wordt om services op een samenhangende manier in te zetten en te beheren.

Microservices in containers onderbrengen met Docker

Microservices met Docker in containers onderbrengen houdt in dat je een Dockerfile maakt met instructies voor het bouwen van een Docker image. Deze sectie leidt je door het proces van het containeriseren van een voorbeeld microservice met Docker.

Maak een Dockerfile

Een Dockerfile is een script met instructies voor het bouwen van een Docker image. De Dockerfile definieert de basisimage, de broncode van de applicatie, afhankelijkheden en configuraties die nodig zijn om de service te laten draaien. Maak een nieuw bestand met de naam `Dockerfile` in de hoofdmap van je microservice.

De basisafbeelding definiëren

Bepaal het basisimage voor uw microservice door de opdracht `FROM` toe te voegen aan uw Dockerfile. Het basisimage is de basis voor je container en biedt de nodige runtime-omgeving. Het kiezen van een geschikt basisimage voor je microservice is essentieel, zoals een officieel, minimaal image geleverd door Docker of een aangepast image op maat van je behoeften. Als je microservice bijvoorbeeld ontwikkeld is in Node.js, zou je de volgende regel in je Dockerfile kunnen gebruiken:

FROM node:14

De werkdirectory instellen

Stel de werkdirectory van de container in met het `WORKDIR` commando. Deze directory wordt gebruikt om de broncode en afhankelijkheden van de applicatie op te slaan.

WERKDIR /app

Kopieer de broncode en afhankelijkheden

Kopieer de broncode en alle benodigde bestanden van de lokale machine naar de container met het `COPY` commando. Installeer daarnaast de benodigde afhankelijkheden met pakketbeheerders zoals npm, pip of Maven.

COPY package*.json ./ RUN npm install COPY . .

De servicepoort zichtbaar maken

Stel de poort bloot waarop de microservice toegankelijk zal zijn met het `EXPOSE` commando. Dit maakt communicatie met de microservice mogelijk vanuit andere containers of externe diensten.

Try AppMaster no-code today!

Platform can build any web, mobile or backend application 10x faster and 3x cheaper

Start Free

8080 INSTELLEN

De toepassing starten

Start de microservice met het `CMD` commando en geef het commando op dat nodig is om de applicatie uit te voeren.

CMD ["npm", "start"].

Nadat u het Dockerbestand hebt gemaakt, bouwt u het Dockerimage door het volgende commando uit te voeren in dezelfde map als het Dockerbestand:

docker build -t your-image-name .

Voer ten slotte de Docker-container uit met de zojuist gemaakte image:

docker run -p 8080:8080 your-image-name

Uw microservice is nu gecontaineriseerd en draait in een Docker-container. Dit proces kan worden herhaald voor elke microservice in je applicatie, zodat je je microservices op een gestroomlijnde, efficiënte en consistente manier kunt ontwikkelen, testen en implementeren.

Docker-containers implementeren en orkestreren

Docker-containers implementeren en orkestreren is een essentieel onderdeel van het beheren van microservices-architecturen. Tools voor containerorkestratie automatiseren de inzet, het beheer en het schalen van individuele containers en zorgen ervoor dat de microservices efficiënt samenwerken. Twee populaire platformen voor containerorkestratie zijn Kubernetes en Docker Swarm.

Kubernetes

Kubernetes is een open-source container orkestratieplatform dat de inzet, het schalen en het beheer van gecontaineriseerde applicaties automatiseert. Het wordt veel gebruikt vanwege de krachtige functies en het krachtige ecosysteem. Enkele belangrijke voordelen van Kubernetes zijn:

• Schaalbaarheid: Kubernetes gebruikt declaratieve configuratie om het schalen van containers te beheren, waardoor het eenvoudiger wordt om applicaties te schalen op basis van de vraag.
• Hoge beschikbaarheid: Kubernetes zorgt voor hoge beschikbaarheid door containers te verdelen over verschillende nodes en het automatisch opnieuw opstarten van containers te beheren in geval van storingen.
• Belastingverdeling: Kubernetes kan verzoeken balanceren tussen meerdere instanties van een microservice, wat de prestaties en fouttolerantie verbetert.
• Logging en monitoring: Kubernetes integreert met verschillende logging- en monitoringtools, waardoor het eenvoudiger wordt om de gezondheid en prestaties van applicaties bij te houden.

Docker Zwerm

Docker Swarm is een native clustering- en orkestratieoplossing voor Docker-containers. Het is direct geïntegreerd in het Docker-platform, waardoor het een eenvoudige en intuïtieve keuze is voor Docker-gebruikers. Docker Swarm biedt de volgende voordelen:

• Eenvoudige installatie: Docker Swarm vereist geen uitgebreide installatie of configuratie. Het werkt naadloos samen met de Docker CLI en API, waardoor het implementeren en beheren van containers eenvoudig is.
• Schalen: Docker Swarm stelt gebruikers in staat om services snel en efficiënt te schalen door het aantal containerreplica's voor elke service aan te passen.
• Belastingverdeling: Docker Swarm verdeelt verzoeken automatisch over containers, waardoor de prestaties en veerkracht van applicaties verbeteren.
• Service zoeken: Docker Swarm bevat een ingebouwde DNS-server voor service discovery, waardoor containers elkaar kunnen ontdekken en met elkaar kunnen communiceren.

Bron afbeelding: Docker Docs

Zowel Kubernetes als Docker Swarm zijn populaire orkestratietools voor het beheren van Docker-containers in microservices-architecturen. Het kiezen van de juiste tool hangt af van de specifieke vereisten van je applicatie en de bestaande infrastructuur en teamexpertise.

Een gedockte microservices-applicatie maken

Laten we de stappen doorlopen om een op Docker gebaseerde microservices-applicatie te maken:

1. Ontwerp microservices: Splits je applicatie op in meerdere kleine, modulaire services die onafhankelijk kunnen worden ontwikkeld, ingezet en geschaald. Elke microservice moet een goed gedefinieerde verantwoordelijkheid hebben en communiceren met anderen via API's of berichtenwachtrijen.
2. Dockerbestanden maken: Maak voor elke microservice een Dockerfile die de basisimage, applicatiecode, afhankelijkheden en configuratie specificeert die nodig zijn om een Docker image te bouwen. Dit image wordt gebruikt om microservices in te zetten als containers.
3. Docker-afbeeldingen bouwen: Voer het Docker build commando uit om Docker images te maken voor elke microservice, volgens de instructies in de overeenkomstige Dockerfiles.
4. Creëer netwerken: Creëer netwerken tussen containers om communicatie tussen microservices mogelijk te maken. Netwerken kan met Docker Compose of een container orkestratie tool zoals Kubernetes of Docker Swarm.
5. Loadbalancing configureren: Stel een loadbalancer in om verzoeken te verdelen over microservices-instanties, voor optimale prestaties en fouttolerantie. Gebruik tools zoals Kubernetes Ingress of de ingebouwde load balancing van Docker Swarm.
6. Microservices implementeren: Implementeer je microservices als Docker-containers met het container orkestratieplatform van je keuze. Dit creëert een omgeving waarin microservices kunnen draaien, met elkaar kunnen communiceren en op verzoek kunnen worden geschaald.

Zodra al deze stappen zijn voltooid, zal de microservices-applicatie draaien, met elke microservice ingezet als een Docker-container.

Dockerized microservices monitoren en schalen

Monitoren en schalen zijn essentieel om de prestaties, betrouwbaarheid en efficiëntie van een gedockte microservices-applicatie te garanderen. Hier zijn enkele belangrijke strategieën om te overwegen:

Monitoring

Monitoringstools helpen bij het bijhouden van de gezondheid en prestaties van Docker-containers en zorgen ervoor dat je microservices optimaal draaien. Enkele populaire monitoringtools zijn

Try AppMaster no-code today!

Platform can build any web, mobile or backend application 10x faster and 3x cheaper

Start Free

• Prometheus: Een krachtige open-source monitoring en alerting toolkit voor gecontaineriseerde omgevingen, inclusief integraties met Grafana voor visualisatie en alerting.
• Datadog: Een uitgebreid observabiliteitsplatform dat containermetrics, logs en traces kan aggregeren en zo realtime inzicht geeft in de prestaties van applicaties.
• ELK Stack: Een combinatie van Elasticsearch, Logstash en Kibana, gebruikt voor het centraal doorzoeken, analyseren en visualiseren van logs van Docker-containers.

Zorg ervoor dat uw monitoring setup relevante metrics, logs en prestatiegegevens verzamelt om mogelijke problemen te identificeren en effectief op te lossen.

Schalen

Dockerized microservices schalen houdt in dat je het aantal containers waarop elke service draait aanpast aan wisselende werklasten en eisen. Platformen voor containerorkestratie zoals Kubernetes en Docker Swarm maken automatisch schalen mogelijk, zodat je je kunt richten op het verbeteren van de applicatiefunctionaliteit.

• Horizontaal schalen: Horizontaal schalen omvat het verhogen of verlagen van het aantal instanties voor elke microservice op basis van de vraag. Dit kan worden bereikt door de gewenste replica's voor elke service in de configuratie van het orkestratieplatform aan te passen.
• Verticaal schalen: Verticaal schalen houdt in dat de resources die aan individuele containers worden toegewezen, zoals CPU- en geheugenlimieten, worden aangepast. Dit zorgt voor optimaal gebruik van resources en kan worden beheerd via de configuratie van het orkestratieplatform.

Door Dockerized microservices-applicaties effectief te monitoren en te schalen, kun je de efficiëntie maximaliseren en een hoge beschikbaarheid, prestatie en veerkracht garanderen.

Beste praktijken voor Docker en microservices

Het gebruik van Docker in een microservices-architectuur biedt talloze voordelen, maar om het potentieel ervan te maximaliseren en een naadloos ontwikkelings- en implementatieproces te garanderen, is het essentieel om een aantal best practices te volgen:

1. Docker-afbeeldingsgrootte minimaliseren: Docker-images klein houden helpt om bouwtijden en resourceverbruik te verminderen, wat vooral belangrijk is in een microservices-architectuur. Gebruik builds in meerdere fasen, gebruik kleine en geschikte basisimages en verwijder onnodige bestanden uit de uiteindelijke image.
2. Gelaagde architectuur voor Docker-images: Structureer je Docker-images met behulp van een gelaagde architectuur om bouwtijden te versnellen. Lagen worden door Docker in de cache geplaatst tijdens het bouwproces, wat betekent dat als de inhoud van een laag niet is veranderd, deze niet opnieuw wordt gebouwd. Organiseer je Dockerfile om te profiteren van deze functie en plaats vaak veranderde lagen aan het einde van het bestand.
3. Consistente image tagging en versiebeheer: Label en versioneer uw images op de juiste manier om wijzigingen gemakkelijk bij te houden en indien nodig terug te gaan naar vorige versies. Dit helpt bij het behouden van de stabiliteit van de applicatie en vereenvoudigt het oplossen van problemen.
4. Logging en monitoring implementeren: Integreer logging en monitoring oplossingen om je gecontaineriseerde microservices effectief te beheren en observeren. Docker biedt native logging drivers, maar je kunt ook tools van derden integreren die zijn ontworpen voor microservices architecturen, zoals Elasticsearch, Logstash en Kibana (ELK Stack) of Prometheus.
5. Maak gebruik van container orkestratieplatforms: Gebruik container orkestratietools zoals Kubernetes of Docker Swarm om inzet, schaling en beheertaken te automatiseren. Deze tools verwerken complexe taken zoals load balancing, rolling updates en geautomatiseerde schaling, zodat je microservices efficiënt en effectief functioneren.
6. Beveiliging verbeteren: Verbeter de beveiliging van je gecontaineriseerde microservices door het principe van de minste privileges toe te passen, veilige basisimages te gebruiken en het aanvalsoppervlak te minimaliseren door het aantal geïnstalleerde pakketten te beperken. Schakel netwerksegmentatie in tussen services en scan op kwetsbaarheden in je Docker-images.
7. Gebruik omgevingsvariabelen voor configuratie: Ontkoppel configuratie van Docker-images en gebruik omgevingsvariabelen om zorgen beter te scheiden. Dit zorgt ervoor dat een enkele Docker-image verschillend kan worden geconfigureerd voor verschillende omgevingen, wat de flexibiliteit verhoogt en dubbel werk vermindert.

Conclusie

Door Docker te gebruiken in een microservices-architectuur kunnen ontwikkelaars en organisaties de voordelen van containerisatie ten volle benutten, wat leidt tot meer flexibele, efficiënte en schaalbare applicaties. Door de bovenstaande best practices te volgen, kun je Docker naadloos integreren in je ontwikkel- en implementatieprocessen in een microservices-architectuur, waardoor de manier waarop je je applicaties bouwt en onderhoudt verandert.

Bovendien kan de integratie van Docker met no-code platformen zoals AppMaster de ervaring van het ontwikkelen van applicaties verbeteren. AppMaster stelt gebruikers in staat om visueel web-, mobiele en back-end applicaties te maken en de gegenereerde broncode kan worden gecontaineriseerd en beheerd met Docker voor een soepele en schaalbare implementatie. De combinatie van de kracht van Docker en AppMaster kan het applicatieontwikkelingsproces enorm verbeteren, waardoor het efficiënter, kosteneffectiever en sneller wordt dan ooit tevoren.