マルチホスト・ネットワーキングを始める¶
このページでは、マルチホスト・ネットワーキングの基本的な例について説明します。独創的な overlay ネットワーク・ドライバによって、Docker エンジンはマルチホスト・ネットワーキングをサポートしました。 bridge ネットワークとは違い、オーバレイ・ネットワークは作成前にいくつかの事前準備が必要です。準備とは次のようなものです。
- kernel バージョン 3.16 以上のホスト。
- キーバリュー・ストアに対するアクセス。エンジンがサポートするキーバリュー・ストアは、Consul、Etcd、Zookeeper（分散ストア）。
- ホストのクラスタが、キーバリュー・ストアに接続する。
- Swarm の各ホスト上で動作するエンジン
daemonに、適切な設定を行う。
Docker マルチホスト・ネットワーキング機能を使うのに、Docker Machine と Docker Swarm の使用は強制ではありません。しかし、この例では Machine と Swarm を使用して説明します。Machine を使ってキーバリュー・ストア用のサーバと、ホストのクラスタを作成します。この例では Swarm クラスタを作成します。
動作条件¶
始める前に、自分のネットワーク上のシステムに、最新バージョンの Docker エンジン と Docker Machine がインストールされているか確認してください。この例では VirtualBox を扱います。Mac や Windows で Docker Toolbox を使ってインストールしているのであれば、いずれも最新バージョンがインストールされています。
もし準備ができていなければ、Docker エンジンと Docker Machine を最新バージョンに更新してください。
手順１：キーバリュー・ストアのセットアップ¶
オーバレイ・ネットワークはキーバリュー・ストアが必要です。キーバリュー・ストアにネットワーク情報に関する情報を保管します。情報とは、ディスカバリ、ネットワーク、エンドポイント、IP アドレスなどです。Docker はキーバリュー・ストアとして Consul、Etcd、ZooKeeper（分散ストア）をサポートしています。今回の例では Consul を使います。
- 必要になる Docker エンジン、Docker Machine、VirtualBox ソフトウェアを準備したシステムにログインします。
mh-keysotreという名前の VirtualBox マシンを作成します。
$ docker-machine create -d virtualbox mh-keystore
新しいマシンを作成すると、この手順で Docker エンジンがホスト上に追加されます。つまりこれは、Consul を手動でインストールするのではなく、 Docker Hub 上の consul イメージ を使用するインスタンスの作成を意味します。インストールは次の手順で行います。
- 実行中の
mh-keystoreマシン上でprogrium/consulコンテナを起動します。
$ docker $(docker-machine config mh-keystore) run -d \
-p "8500:8500" \
-h "consul" \
progrium/consul -server -bootstrap
docker run コマンドを実行するとき、bash 変数展開 $(docker-machine config mh-keystore) を使い、接続と設定を行います。実行中の mh-keystore マシン上で 、クライアントは progrium/consul イメージを開始します。このサーバは consul と呼ばれており、ポート 8500 を開きます。
- ローカルに
mh-keystoreマシンの環境変数を設定します。
$ eval "$(docker-machine env mh-keystore)"
docker psコマンドを実行すると、consulコンテナが表示されます。
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
4d51392253b3 progrium/consul "/bin/start -server -" 25 minutes ago Up 25 minutes 53/tcp, 53/udp, 8300-8302/tcp, 0.0.0.0:8500->8500/tcp, 8400/tcp, 8301-8302/udp admiring_panini
ターミナルを開いたまま、次のステップに移ります。
手順２：Swarm クラスタの作成¶
このステップは、 docker-machine を使ってネットワーク上にホストを準備します。この時点では実際にネットワークを作成する必用はありません。VirtualBox 内に複数のマシンを作成します。マシンの１つを Swarm マスタとして動かします（これは一番始めに作成するマシンです）。各々のホストを作成した後、マシン上のエンジンで overlay ネットワーク・ドライバに対応するために必要なオプション設定を追加します。
- Swarm マスタを作成します。
$ docker-machine create \
-d virtualbox \
--swarm --swarm-master \
--swarm-discovery="consul://$(docker-machine ip mh-keystore):8500" \
--engine-opt="cluster-store=consul://$(docker-machine ip mh-keystore):8500" \
--engine-opt="cluster-advertise=eth1:2376" \
mhs-demo0
作成時、エンジンの daemon に対して --cluster-store オプションを与えます。このオプションは、エンジンに対して overlay ネットワークのキーバリュー・ストアを伝えます。bash 変数展開 $(docker-machine ip mh-keystore) は、「STEP 1」で作成した Consul サーバの IP アドレスを割り当てます。 --cluster-advertise オプションは、ネットワーク上のマシンに対して公表（advertise）するものです。
- Swarm クラスタに追加する他のホストを作成します。
$ docker-machine create -d virtualbox \
--swarm \
--swarm-discovery="consul://$(docker-machine ip mh-keystore):8500" \
--engine-opt="cluster-store=consul://$(docker-machine ip mh-keystore):8500" \
--engine-opt="cluster-advertise=eth1:2376" \
mhs-demo1
- マシン一覧から、全てが起動・実行中であることを確認します。
$ docker-machine ls
NAME ACTIVE DRIVER STATE URL SWARM
default - virtualbox Running tcp://192.168.99.100:2376
mh-keystore * virtualbox Running tcp://192.168.99.103:2376
mhs-demo0 - virtualbox Running tcp://192.168.99.104:2376 mhs-demo0 (master)
mhs-demo1 - virtualbox Running tcp://192.168.99.105:2376 mhs-demo0
この時点で、ネットワーク上に複数のホストが起動します。これらのホストを使って、マルチホスト・ネットワークを作成する準備が整いました。
ターミナルを開いたまま、次の手順に進みます。
手順３：オーバレイ・ネットワークの作成¶
オーバレイ・ネットワークを作成するには、次のようにします。
- docker 環境変数を Swarm マスタのものにします。
$ eval $(docker-machine env --swarm mhs-demo0)
docker-machine に --swarm フラグを使うと、 docker コマンドは Swarm 情報のみ表示します。
docker infoコマンドで Swarm クラスタの情報を表示します。
$ docker info
Containers: 3
Images: 2
Role: primary
Strategy: spread
Filters: affinity, health, constraint, port, dependency
Nodes: 2
mhs-demo0: 192.168.99.104:2376
└ Containers: 2
└ Reserved CPUs: 0 / 1
└ Reserved Memory: 0 B / 1.021 GiB
└ Labels: executiondriver=native-0.2, kernelversion=4.1.10-boot2docker, operatingsystem=Boot2Docker 1.9.0-rc1 (TCL 6.4); master : 4187d2c - Wed Oct 14 14:00:28 UTC 2015, provider=virtualbox, storagedriver=aufs
mhs-demo1: 192.168.99.105:2376
└ Containers: 1
└ Reserved CPUs: 0 / 1
└ Reserved Memory: 0 B / 1.021 GiB
└ Labels: executiondriver=native-0.2, kernelversion=4.1.10-boot2docker, operatingsystem=Boot2Docker 1.9.0-rc1 (TCL 6.4); master : 4187d2c - Wed Oct 14 14:00:28 UTC 2015, provider=virtualbox, storagedriver=aufs
CPUs: 2
Total Memory: 2.043 GiB
Name: 30438ece0915
この情報から、３つのコンテナが動作中で、マスタ上には２つのイメージがあることがわかります。
overlayネットワークを作成します。
$ docker network create --driver overlay my-net
クラスタ上のどこかのホストで、ネットワークを作成する必要があります。この例では、Swarm マスタを使いますが、クラスタ上のホストであれば、どこでも簡単にできます。
- ネットワークの状態を確認します。
$ docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER
412c2496d0eb mhs-demo1/host host
dd51763e6dd2 mhs-demo0/bridge bridge
6b07d0be843f my-net overlay
b4234109bd9b mhs-demo0/none null
1aeead6dd890 mhs-demo0/host host
d0bb78cbe7bd mhs-demo1/bridge bridge
1c0eb8f69ebb mhs-demo1/none null
Swarm マスタ環境にいるため、このように Swarm エージェントが動作している全てのネットワークが表示されます。各 NETWORK ID はユニークなことに注意します。各エンジンのデフォルト・ネットワークとオーバレイ・ネットワークが１つ表示されます
各 Swarm エージェントに切り替えて、ネットワークの一覧を見てみます。
$ eval $(docker-machine env mhs-demo0)
$ docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER
6b07d0be843f my-net overlay
dd51763e6dd2 bridge bridge
b4234109bd9b none null
1aeead6dd890 host host
$ eval $(docker-machine env mhs-demo1)
$ docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER
d0bb78cbe7bd bridge bridge
1c0eb8f69ebb none null
412c2496d0eb host host
6b07d0be843f my-net overlay
どちらのエージェントも、ID が 6b07d0be843f の my-net ネットワークを持っていると表示しています。これでマルチホスト・コンテナ・ネットワークが動作しました！
手順４：ネットワークでアプリケーションの実行¶
ネットワークを作成したあとは、あらゆるホスト上で、自動的にこのネットワークの一部としてコンテナを開始できます。
- Swarm マスタの環境変数を表示します。
$ eval $(docker-machine env --swarm mhs-demo0)
mhs-demo0上に Nginx サーバを開始します。
$ docker run -itd --name=web --net=my-net --env="constraint:node==mhs-demo0" nginx
mhs-demo1インスタンス上で BusyBox インスタンスを実行し、 Nginx サーバのホームページを表示します。
$ docker run -it --rm --net=my-net --env="constraint:node==mhs-demo1" busybox wget -O- http://web
Unable to find image 'busybox:latest' locally
latest: Pulling from library/busybox
ab2b8a86ca6c: Pull complete
2c5ac3f849df: Pull complete
Digest: sha256:5551dbdfc48d66734d0f01cafee0952cb6e8eeecd1e2492240bf2fd9640c2279
Status: Downloaded newer image for busybox:latest
Connecting to web (10.0.0.2:80)
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
- 100% |*******************************| 612 0:00:00 ETA
手順５：外部への接続性を確認¶
これまで見て来たように、Docker 内蔵のオーバレイ・ネットワーク・ドライバによって、複数のホスト上（同じネットワークでなくとも）に存在するコンテナ間で、革新的な接続性をもたらします。さらに、マルチホスト・ネットワークに接続するコンテナは、自動的に docker_gwbridge ネットワークに接続します。このネットワークはコンテナがクラスタの外部に対する接続性をもたらします。
- 環境変数を Swarm エージェントに切り替えます。
$ eval $(docker-machine env mhs-demo1)
- ネットワーク一覧に
docker_gwbridgeネットワークがあることを確認します。
$ docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER
6b07d0be843f my-net overlay
dd51763e6dd2 bridge bridge
b4234109bd9b none null
1aeead6dd890 host host
e1dbd5dff8be docker_gwbridge bridge
- Swarm マスタでステップ１と２を繰り返します。
$ eval $(docker-machine env mhs-demo0)
$ docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER
6b07d0be843f my-net overlay
d0bb78cbe7bd bridge bridge
1c0eb8f69ebb none null
412c2496d0eb host host
97102a22e8d2 docker_gwbridge bridge
- Nginx コンテナのネットワーク・インターフェースを確認します。
$ docker exec web ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
22: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UP group default
link/ether 02:42:0a:00:09:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.9.3/24 scope global eth0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:aff:fe00:903/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
24: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
link/ether 02:42:ac:12:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.18.0.2/16 scope global eth1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:acff:fe12:2/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
eth0 インターフェースは、コンテナが my-net オーバレイ・ネットワークに接続するインターフェースを表しています。 eth1 インターフェースは、コンテナが docker_gwbridge ネットワークが接続するインターフェースを表します。
手順６：Docker Compose との連携機能¶
既存の Swarm クラスタ上に、Docker Compose を使って２つめのネットワークを起動できます。
- Docker Compose を持っていなければ、インストールします。
- 環境変数を Swarm マスタに切り替えます。
$ eval $(docker-machine env --swarm mhs-demo0)
docker-compose.ymlファイルを作成します。
- ファイル内容に以下の項目を追加します。
web:
image: bfirsh/compose-mongodb-demo
environment:
- "MONGO_HOST=counter_mongo_1"
- "constraint:node==mhs-demo0"
ports:
- "80:5000"
mongo:
image: mongo
- ファイルを保存して閉じます。
- Compose を使ってアプリケーションを起動します。
$ docker-compose --x-networking --project-name=counter up -d
- Swarm マスタの IP アドレスを取得します。
$ docker-machine ip mhs-demo0
- その IP アドレスをブラウザで開きます。
成功すると、ブラウザはウェブ・アプリケーションを表示するでしょう。