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  • Nomad 系列文章

Nomad 重要术语

Nomad 装置设置相干术语

  • agent – 代理。Agent 是在 Server（服务器）或 Client（客户端）模式下运行的 Nomad 过程。
  • client – 客户端。Nomad 客户端负责运行调配给它的工作。它还向服务器注册本人，并监督要调配的任何工作。当运行代理时，客户端能够被称为节点 (Node)。
  • server – 服务器端。Nomad 服务器治理所有作业和客户端，监督工作，并管制哪些工作被搁置在哪些客户端节点上。服务器之间互相复制数据以确保高可用性。
  • dev_agent – 开发（模式）代理是一种代理配置，它为运行 Nomad 的单节点集群提供了有用的默认值。它在服务器和客户端模式下运行，并且不会将其群集状态长久化到磁盘，这容许代理从可反复的洁净状态启动，而不用在运行之间删除基于磁盘的状态。

Nomad 集群通常由三到五个服务器代理和许多客户端代理组成。

Nomad 应用的相干术语

在 Nomad 调度和运行工作负载的过程中，您将遇到以下术语。

  • task – 工作是 Nomad 中最小的工作单元（相似 K8s 中的 Pod)。工作由 task drivers 执行，drivers 包含 docker 和 exec 等，这使得 Nomad 能够灵便地反对工作类型。工作指定其所需的工作驱动程序、驱动程序的配置、束缚 (constraints) 和所需的资源。
  • group – 组是在同一 Nomad 客户端上运行的一系列工作。（我集体认为相似于 K8s 中的 Deployment/Statefulset/Daemonset/Job)
  • job – 作业是 Nomad 的外围管制单元，它定义了应用程序及其配置。它能够蕴含一个或多个工作。（我集体认为 job 相似于 K8s 中的多个资源 yaml manifest 汇合。包含：SVC/Ingress/ConfigMap/Deploy/PVC…)
  • job specification – 作业标准，也称为 jobspec，定义了 Nomad 作业的模式。它形容了作业的类型、作业运行所需的工作和资源、作业信息（如作业能够在哪些客户端上运行）等。
  • allocation – 调配是作业中的工作组与客户端节点之间的映射。当运行作业时，Nomad 将抉择可能运行它的客户端，并在机器上为作业中定义的工作组中的任务分配资源。（我认为相似于 K8s 中曾经在运行的 pod.)

应用程序在 jobspec 中定义为具备 jobspec 的工作组 (groups of tasks)，并且一旦提交给 Nomad，就会创立一个作业 (job) 沿着该 jobspec 中定义的每个组的调配 (allocation)。

Nomad 上的利用工作流

典型的应用程序工作流程波及几个步骤，并从 Nomad 内部开始。

在 Nomad 上运行的任何应用程序的先决条件是具备工作负载工件。Nomad 反对各种工件，包含 Docker 镜像、原始二进制文件 raw binaries、Java 应用程序 和应用 QEMU 的虚拟机映像。

Nomad 不会创立这些应用程序工件，但能够应用 CircleCI，GitHub Actions 或本地构建等 CI 工具来创立工件，而后将其推送到存储库，Nomad 能够在调度作业时从中检索它们。

创立应用程序后，工作流将持续应用 Nomad。

  • 创立 job spec – 作业标准蕴含应用程序所需的工作，包含工件驻留的地位、网络配置（如端口和服务定义）、所需实例数量等等。
  • 部署 job – 作业标准将提交给 Nomad，并依据作业配置在一个或多个客户端上为作业安顿调配。
  • 更新和重新部署 job – 更新利用程序代码或作业标准，而后从新提交给 Nomad 进行调度。

疾速入门

接下来咱们疾速上手 Nomad, 次要展现如何部署示例应用程序。

前提

  • Docker 已装置
  • Nomad 二进制（包含 CLI）已装置
  • （可选）CNI 插件已装置
  • Nomad 集群已创立并运行（至多包含 1 个 Server 和 1 个 Client）

部署示例应用程序 Job

这里咱们间接应用 git clone Nomad 官网提供的 Demo:

git clone https://github.com/hashicorp-education/learn-nomad-getting-started.git
cd learn-nomad-getting-started
git checkout -b nomad-getting-started v1.1

示例应用程序在 Docker 容器中运行，由一个数据库和一个从数据库读取数据的 Web 前端组成。您将应用 参数化批处理作业 parameterized batch job 设置数据库，而后应用 定期批处理作业 periodic batch job 启动其余将数据写入数据库的短期作业。

Job 类型

Service（服务）作业用于长期运行的服务（相似于 K8s 中的 Deployment)，这些服务始终运行到显式进行。

Batch 作业是指在胜利退出之前始终运行的短期作业（相似于 K8s 中的 Job 和 CronJob)。

  • 参数化 (parameterized) 块容许您配置批处理作业以承受必须或可选的输出。您能够应用 nomad job dispatch 命令触发作业。
  • 周期性 (periodic) 块容许您安顿 Nomad 作业在设置的工夫运行。这些也被称为 Nomad cron jobs（相似于 K8s 中的 CronJob)。

示例应用程序 Pytechco 概述

示例应用程序 pytechco 模仿在一家技术公司工作的员工。他们联机，实现工作，而后登记。

跳转到本地计算机上示例 repo 的 jobs 目录：

cd jobs

上面每个组成应用程序的 jobspec 文件都将 driver 属性设置为 docker，并应用 image 属性指定存储在 GHCR 中 config 块中的镜像。而 Redis 作业应用了 Docker Hub 上托管的官网 Redis 镜像。

Redis 服务

jobs/pytechco-redis.nomad.hcl 内容如下：

task "redis-task" {
  driver = "docker"
  config {image = "redis:7.0.7-alpine"}
}

pytechco-redis.nomad.hcl - 此服务作业运行并将 Redis 数据库裸露为 Nomad 服务，以供其余应用程序组件连贯。jobspec 将类型设置为 service，配置 Nomad service 块（相似于 K8s 中的 Service) 以应用 Nomad 原生服务发现 (Nomad native service discovery)，并创立名为 redis-svc 的服务。具体如下：

job "pytechco-redis" {
  type = "service"

  group "ptc-redis" {
    count = 1
    network {
      port "redis" {to = 6379}
    }

    service {
      name     = "redis-svc"
      port     = "redis"
      provider = "nomad"
    }

    task "redis-task" {
      driver = "docker"

      config {
        image = "redis:7.0.7-alpine"
        ports = ["redis"]
      }
    }
  }
}

以上代码阐明如下：

  • type = "service": service type 的 job, 相似于 K8s 中的 Deployment
  • group "ptc-redis": group 块 ptc-redis
  • count = 1: 正本数为 1
  • to = 6379: 位于 network 块中，批示连贯到 (to) 容器中的 6379 端口 (host 或 bridge 端口随机分派）
  • service {: service 块，相似于 K8s 中的 Service
  • provider = "nomad": Nomad 从 1.3 版本及当前，新增 Nomad native service. 🐾留神：如果不指定，默认应用 consul service.（前提是须要装置 consul)
  • task "redis-task" {: task 块，相似于 K8s 中的 Pod.
  • driver = "docker": Nomad 不同于 K8s. K8s 默认只反对一种运行时，即容器运行时；Nomad 默认就反对多种运行时 (nomad 的术语是driver), 典型如：docker, java, raw binarier, QEMU 等，这里指定应用 docker driver.
  • config {: 这里是特定于 docker 的 driver 的配置，包含：image 和 ports
  • image = "redis:7.0.7-alpine": Docker Hub 的 redis:7.0.7-alpine" 镜像
  • ports = ["redis"]: 对外裸露的端口列表，这里是 redis, 即在 network 中定义的 to = 6379
Web 服务

pytechco-web.nomad.hcl - 此服务作业运行 Web 应用程序前端，显示存储在数据库中的值和流动员工。jobspec 将类型设置为 service，并为应用程序应用 动态 端口 5000。它还应用 nomadService 内置函数来获取 Redis 数据库服务的地址和端口信息。

job "pytechco-web" {
  type = "service"

  group "ptc-web" {
    count = 1
    network {
      port "web" {static = 5000}
    }

    service {
      name     = "ptc-web-svc"
      port     = "web"
      provider = "nomad"
    }

    task "ptc-web-task" {
      template {
        data        = <<EOH
{{range nomadService "redis-svc"}}
REDIS_HOST={{.Address}}
REDIS_PORT={{.Port}}
FLASK_HOST=0.0.0.0
REFRESH_INTERVAL=500
{{end}}
EOH
        destination = "local/env.txt"
        env         = true
      }

      driver = "docker"

      config {
        image = "ghcr.io/hashicorp-education/learn-nomad-getting-started/ptc-web:1.0"
        ports = ["web"]
      }
    }
  }
}

具体阐明如下（大部分和 redis 相似，这里不反复介绍了）:

  • static = 5000: 位于 network 块中，指定 动态 端口为 5000. 与to 不一样在于，to 指定外部端口，内部端口随机分派；static 内外部端口都雷同，这里是 5000 端口。
  • template {: template 块。作用相似于 K8s 中的 ConfigMap.

  • data = <<EOH: 具体配置内容，这里是援用 nomadService 内置函数来获取 Redis 数据库服务的地址和端口信息。配置内容为 EOH 包裹的内容。

    • REDIS_HOST={{.Address}}: 即运行后的分派 (alloc) 的内部（通常是 host) 地址
    • REDIS_PORT={{.Port}}: 即运行后分派的 内部 端口（不是 6379), 是一个 20000-30000 之间的随机端口。
  • destination = "local/env.txt: 配置文件在分派后的地位。
  • env = true: 同时也将REDIS_HOST REDIS_PORT 等设置为调配 (alloc) 容器中的环境变量。
Setup Parameterized Batch

pytechco-setup.nomad.hcl - 此参数化批处理作业 (parameterized batch job) 应用默认值设置数据库。您能够屡次调度它来重置数据库。jobspec 将类型设置为 batch，并有一个带有 meta_required 属性的 parameterized 块，在分派时须要 budget 的值。

job "pytechco-setup" {
  type = "batch"

  parameterized {meta_required = ["budget"]
  }

  group "ptc-setup" {
    count = 1

    task "ptc-setup-task" {

      template {
        data        = <<EOH
{{range nomadService "redis-svc"}}
REDIS_HOST={{.Address}}
REDIS_PORT={{.Port}}
{{end}}
PTC_BUDGET={{env "NOMAD_META_budget"}}
EOH
        destination = "local/env.txt"
        env         = true
      }
      driver = "docker"

      config {image = "ghcr.io/hashicorp-education/learn-nomad-getting-started/ptc-setup:1.0"}
    }
  }
}

具体阐明如下：

  • type = "batch" Job 类型为 batch, 相似于 K8s 中的 Job 或 CronJob
  • parameterized {: 该 Job 有一个带有 meta_required 属性的 parameterized 块，在分派时须要 budget 的值
  • PTC_BUDGET={{env "NOMAD_META_budget}} 获取环境变量 NOMAD_META_budget 的值并赋给 PTC_BUDGET
Employee Periodic Batch

pytechco-employee.nomad.hcl - 此定期批处理作业使员工联机。它随机化了员工的工作类型和其余变量，如他们工作的工夫和他们实现工作的速度。jobspec 将类型设置为 batch，并有一个 periodic 块将 cron 属性设置为容许它每 3 秒启动一个新作业的值。

job "pytechco-employee" {
  type = "batch"

  periodic {
    cron             = "0/3 * * * * * *"
    prohibit_overlap = false
  }

  group "ptc-employee" {
    count = 1

    task "ptc-employee-task" {

      restart {
        attempts = 2
        delay    = "15s"
        interval = "10s"
        mode     = "fail"
      }

      template {
        data        = <<EOH
{{range nomadService "redis-svc"}}
REDIS_HOST={{.Address}}
REDIS_PORT={{.Port}}
PTC_EMPLOYEE_ID={{env "NOMAD_SHORT_ALLOC_ID"}}
{{end}}
EOH
        destination = "local/env.txt"
        env         = true
      }
      driver = "docker"

      config {
        image = "ghcr.io/hashicorp-education/learn-nomad-getting-started/ptc-employee:1.0"
        // args = [
        //     "--employee-type", "sales_engineer"
        // ]
      }
    }
  }
}

具体阐明如下：

  • periodic {: type = "batch" 再加上 periodic, 就相似于 K8s 中的 CronJob
  • restart {: Batch 执行过程中的异样重启机制配置。
  • PTC_EMPLOYEE_ID={{env "NOMAD_SHORT_ALLOC_ID"}}: 将环境变量 NOMAD_SHORT_ALLOC_ID（该环境变量由 Nomad 生成，相似于 K8s 的 pod name) 赋值给 PTC_EMPLOYEE_ID
  • // args = [: // HCL 中的正文，此行不起作用。args 是 docker driver config 中的 args 配置。

从 Nomad 1.5.0 开始，datacenter 属性默认为集群中所有可用的数据中心（"*"）。因而，本教程的作业标准将省略该属性，因为默认值已足够。如果您运行的是较早版本的 Nomad CLI 和集群二进制文件，则须要蕴含并设置该属性。

部署应用程序

具体命令如下：

提交数据库 Job:

$ nomad job run pytechco-redis.nomad.hcl
==> 2023-03-10T12:16:09-05:00: Monitoring evaluation "d44af37b"
    2023-03-10T12:16:09-05:00: Evaluation triggered by job "pytechco-redis"
    2023-03-10T12:16:10-05:00: Evaluation within deployment: "0ea05651"
    2023-03-10T12:16:10-05:00: Allocation "be0bda79" created: node "2c9f4b7e", group "ptc-redis"
    2023-03-10T12:16:10-05:00: Evaluation status changed: "pending" -> "complete"
==> 2023-03-10T12:16:10-05:00: Evaluation "d44af37b" finished with status "complete"
==> 2023-03-10T12:16:10-05:00: Monitoring deployment "0ea05651"
  ✓ Deployment "0ea05651" successful
    
    2023-03-10T12:16:24-05:00
    ID          = 0ea05651
    Job ID      = pytechco-redis
    Job Version = 0
    Status      = successful
    Description = Deployment completed successfully
    
    Deployed
    Task Group  Desired  Placed  Healthy  Unhealthy  Progress Deadline
    ptc-redis   1        1       1        0          2023-03-10T17:26:23Z

提交 web Job:

nomad job run pytechco-web.nomad.hcl

获取 webapp 的 IP 地址。以下命令获取 Web 作业的调配 ID，并应用该 ID 获取调配的状态。而后，它在调配状态输入中搜寻 IP 地址，并将 IP 地址格式化为与 webapp 端口的链接。在浏览器中关上输入中的 URL 以查看 webapp 前端。

nomad node status -verbose \
    $(nomad job allocs pytechco-web | grep -i running | awk '{print $2}') | \
    grep -i ip-address | awk -F "=" '{print $2}' | xargs | \
    awk '{print"http://"$1":5000"}'

提交 Setup Job:

nomad job run pytechco-setup.nomad.hcl

通过提供 budget 值分派该 setup job:

$ nomad job dispatch -meta budget="200" pytechco-setup
Dispatched Job ID = pytechco-setup/dispatch-1678468734-396cfa83
Evaluation ID     = 53a77034

==> 2023-03-10T12:18:54-05:00: Monitoring evaluation "53a77034"
    2023-03-10T12:18:54-05:00: Evaluation triggered by job "pytechco-setup/dispatch-1678468734-396cfa83"
    2023-03-10T12:18:54-05:00: Allocation "d6c60ffd" created: node "2c9f4b7e", group "ptc-setup"
    2023-03-10T12:18:54-05:00: Evaluation status changed: "pending" -> "complete"
==> 2023-03-10T12:18:54-05:00: Evaluation "53a77034" finished with status "complete"

提交 Employee Job:

nomad job run pytechco-employee.nomad.hcl

跳转到 Nomad UI，单击 “Jobs” 页面，而后单击 pytechco-employee job。因为这是一个 cron batch job，您能够看到它每 3 秒创立一个新作业。

跳转回 webapp URL。成果如下：

更新应用程序

首先，进行 employee job:

nomad job stop -purge pytechco-employee

通过应用新 budget 500 再次分派 setup job 来重置数据库：

$ nomad job dispatch -meta budget="500" pytechco-setup
Dispatched Job ID = pytechco-setup/dispatch-1678469008-6ffe1c0c
Evaluation ID     = e8e420f0

==> 2023-03-10T12:23:28-05:00: Monitoring evaluation "e8e420f0"
    2023-03-10T12:23:28-05:00: Evaluation triggered by job "pytechco-setup/dispatch-1678469008-6ffe1c0c"
    2023-03-10T12:23:28-05:00: Allocation "74acf63e" created: node "2c9f4b7e", group "ptc-setup"
    2023-03-10T12:23:28-05:00: Evaluation status changed: "pending" -> "complete"
==> 2023-03-10T12:23:28-05:00: Evaluation "e8e420f0" finished with status "complete"

关上 pytechco-employee.nomad.hcl 文件并勾销正文工作配置的 args 块，使作业仅创立类型为 sales_engineer 的员工。而后将 cron 更新为 0/1 * * * * * *，使作业每秒运行一次。保留文件。

...
        cron = "0/1 * * * * * *"
...

        args = ["--employee-type", "sales_engineer"]
...

再次提交 employee job 并跳转到 Web 应用程序。请留神，所有在线员工当初都只是销售工程师 (sales_enginee)（之前是有多个不同的员工类型），而且他们中的更多人在任何给定工夫都在线。

$ nomad job run pytechco-employee.nomad.hcl
Job registration successful
Approximate next launch time: 2023-03-10T17:24:18Z (1s from now)

清理应用程序

进行并清理所有 Jobs:

nomad job stop -purge pytechco-employee
nomad job stop -purge pytechco-web
nomad job stop -purge pytechco-redis
nomad job stop -purge pytechco-setup

总结

本文中，咱们一起理解了 Nomad 的术语，并依据官网 Demo, 部署和更新了 Nomad Job。同时交叉理解了 Nomad 和 K8s 的一些类比和比照。

前面就正式进入具体实战环节，包含：Nomad 与 Traefik 和 Tailscale 的集成等独家内容。敬请期待。💪💪💪

📚️参考文档

  • Introduction to Nomad Nomad
  • Deploy and Update a Job

三人行, 必有我师; 常识共享, 天下为公. 本文由东风微鸣技术博客 EWhisper.cn 编写.

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