Docker生产环境部署

生产环境概述

生产环境部署需要考虑高可用性、可扩展性、监控、日志、备份等多个方面。本章将介绍Docker在生产环境中的最佳实践。

部署架构

1. 单机部署

┌─────────────────────────────────┐
│           主机服务器              │
│  ┌─────────┐  ┌─────────┐       │
│  │  Web    │  │   DB    │       │
│  │ Container│  │Container│       │
│  └─────────┘  └─────────┘       │
│  ┌─────────┐  ┌─────────┐       │
│  │  Cache  │  │  Proxy  │       │
│  │ Container│  │Container│       │
│  └─────────┘  └─────────┘       │
└─────────────────────────────────┘

2. 集群部署

┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐
│   节点1      │  │   节点2      │  │   节点3      │
│ ┌─────────┐ │  │ ┌─────────┐ │  │ ┌─────────┐ │
│ │  Web    │ │  │ │  Web    │ │  │ │  Web    │ │
│ │Container│ │  │ │Container│ │  │ │Container│ │
│ └─────────┘ │  │ └─────────┘ │  │ └─────────┘ │
└─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘
        │               │               │
        └───────────────┼───────────────┘
                        │
                ┌─────────────┐
                │  负载均衡器   │
                └─────────────┘

生产环境配置

1. Docker Compose生产配置

创建docker-compose.prod.yml：

yaml

version: '3.8'

services:
  web:
    image: myapp:${VERSION}
    restart: unless-stopped
    deploy:
      replicas: 3
      resources:
        limits:
          cpus: '0.5'
          memory: 512M
        reservations:
          cpus: '0.25'
          memory: 256M
      restart_policy:
        condition: on-failure
        delay: 5s
        max_attempts: 3
    environment:
      - NODE_ENV=production
      - DATABASE_URL=${DATABASE_URL}
    networks:
      - frontend
      - backend
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:3000/health"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3
      start_period: 40s

  database:
    image: postgres:13
    restart: unless-stopped
    environment:
      POSTGRES_DB: ${DB_NAME}
      POSTGRES_USER: ${DB_USER}
      POSTGRES_PASSWORD: ${DB_PASSWORD}
    volumes:
      - postgres-data:/var/lib/postgresql/data
      - ./backups:/backups
    networks:
      - backend
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U ${DB_USER} -d ${DB_NAME}"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3

  redis:
    image: redis:alpine
    restart: unless-stopped
    command: redis-server --appendonly yes
    volumes:
      - redis-data:/data
    networks:
      - backend
    healthcheck:
      test: ["CMD", "redis-cli", "ping"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3

  nginx:
    image: nginx:alpine
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "80:80"
      - "443:443"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
      - ./ssl:/etc/nginx/ssl
      - nginx-logs:/var/log/nginx
    depends_on:
      - web
    networks:
      - frontend
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost/health"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3

volumes:
  postgres-data:
    driver: local
  redis-data:
    driver: local
  nginx-logs:
    driver: local

networks:
  frontend:
    driver: bridge
  backend:
    driver: bridge
    internal: true

2. 环境变量配置

创建.env.prod：

bash

# 应用配置
VERSION=1.0.0
NODE_ENV=production

# 数据库配置
DB_NAME=myapp_prod
DB_USER=myapp_user
DB_PASSWORD=secure_password_here
DATABASE_URL=postgresql://myapp_user:secure_password_here@database:5432/myapp_prod

# Redis配置
REDIS_URL=redis://redis:6379

# SSL配置
SSL_CERT_PATH=/etc/nginx/ssl/cert.pem
SSL_KEY_PATH=/etc/nginx/ssl/key.pem

3. Nginx配置

创建nginx.conf：

nginx

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;

    # 日志格式
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log /var/log/nginx/access.log main;
    error_log /var/log/nginx/error.log warn;

    # 基本配置
    sendfile on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    keepalive_timeout 65;
    types_hash_max_size 2048;

    # Gzip压缩
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_min_length 1024;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml;

    # 上游服务器
    upstream web_backend {
        server web:3000 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        keepalive 32;
    }

    # HTTP重定向到HTTPS
    server {
        listen 80;
        server_name example.com;
        return 301 https://$server_name$request_uri;
    }

    # HTTPS服务器
    server {
        listen 443 ssl http2;
        server_name example.com;

        # SSL配置
        ssl_certificate /etc/nginx/ssl/cert.pem;
        ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/key.pem;
        ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
        ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA512:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA512:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
        ssl_prefer_server_ciphers off;

        # 安全头
        add_header X-Frame-Options DENY;
        add_header X-Content-Type-Options nosniff;
        add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";
        add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains" always;

        # 健康检查
        location /health {
            access_log off;
            return 200 "healthy\n";
            add_header Content-Type text/plain;
        }

        # 代理到后端
        location / {
            proxy_pass http://web_backend;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection 'upgrade';
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
            proxy_cache_bypass $http_upgrade;
            proxy_connect_timeout 30s;
            proxy_send_timeout 30s;
            proxy_read_timeout 30s;
        }
    }
}

部署流程

1. 自动化部署脚本

创建deploy.sh：

bash

#!/bin/bash

set -e

# 配置变量
APP_NAME="myapp"
VERSION=${1:-latest}
ENVIRONMENT=${2:-production}

echo "开始部署 $APP_NAME:$VERSION 到 $ENVIRONMENT 环境"

# 1. 拉取最新镜像
echo "拉取镜像..."
docker pull $APP_NAME:$VERSION

# 2. 备份数据库
echo "备份数据库..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml exec -T database pg_dump -U $DB_USER $DB_NAME > backup_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).sql

# 3. 停止旧服务
echo "停止旧服务..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml down

# 4. 启动新服务
echo "启动新服务..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml up -d

# 5. 等待服务启动
echo "等待服务启动..."
sleep 30

# 6. 健康检查
echo "执行健康检查..."
if curl -f http://localhost/health; then
    echo "部署成功！"
else
    echo "部署失败，回滚..."
    docker-compose -f docker-compose.prod.yml down
    docker-compose -f docker-compose.prod.yml up -d
    exit 1
fi

# 7. 清理旧镜像
echo "清理旧镜像..."
docker image prune -f

echo "部署完成！"

2. 蓝绿部署

创建blue-green-deploy.sh：

bash

#!/bin/bash

set -e

APP_NAME="myapp"
VERSION=${1:-latest}

# 确定当前环境
if docker-compose -f docker-compose.blue.yml ps | grep -q "Up"; then
    CURRENT="blue"
    NEW="green"
    CURRENT_FILE="docker-compose.blue.yml"
    NEW_FILE="docker-compose.green.yml"
else
    CURRENT="green"
    NEW="blue"
    CURRENT_FILE="docker-compose.green.yml"
    NEW_FILE="docker-compose.blue.yml"
fi

echo "当前环境: $CURRENT, 部署到: $NEW"

# 1. 启动新环境
echo "启动新环境..."
docker-compose -f $NEW_FILE up -d

# 2. 等待新环境启动
echo "等待新环境启动..."
sleep 30

# 3. 健康检查
echo "执行健康检查..."
if curl -f http://localhost:8081/health; then
    echo "新环境健康检查通过"
else
    echo "新环境健康检查失败，停止部署"
    docker-compose -f $NEW_FILE down
    exit 1
fi

# 4. 切换流量
echo "切换流量..."
# 这里需要更新负载均衡器配置

# 5. 停止旧环境
echo "停止旧环境..."
docker-compose -f $CURRENT_FILE down

echo "蓝绿部署完成！"

监控和日志

1. 监控配置

创建docker-compose.monitoring.yml：

yaml

version: '3.8'

services:
  prometheus:
    image: prom/prometheus
    ports:
      - "9090:9090"
    volumes:
      - ./prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml
      - prometheus-data:/prometheus
    command:
      - '--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml'
      - '--storage.tsdb.path=/prometheus'
      - '--web.console.libraries=/etc/prometheus/console_libraries'
      - '--web.console.templates=/etc/prometheus/consoles'
      - '--storage.tsdb.retention.time=200h'
      - '--web.enable-lifecycle'

  grafana:
    image: grafana/grafana
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - grafana-data:/var/lib/grafana
      - ./grafana/dashboards:/etc/grafana/provisioning/dashboards
      - ./grafana/datasources:/etc/grafana/provisioning/datasources
    environment:
      - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=admin

  node-exporter:
    image: prom/node-exporter
    ports:
      - "9100:9100"
    volumes:
      - /proc:/host/proc:ro
      - /sys:/host/sys:ro
      - /:/rootfs:ro
    command:
      - '--path.procfs=/host/proc'
      - '--path.rootfs=/rootfs'
      - '--path.sysfs=/host/sys'
      - '--collector.filesystem.mount-points-exclude=^/(sys|proc|dev|host|etc)($$|/)'

volumes:
  prometheus-data:
  grafana-data:

2. 日志管理

创建docker-compose.logging.yml：

yaml

version: '3.8'

services:
  elasticsearch:
    image: docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.14.0
    environment:
      - discovery.type=single-node
      - "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m"
    volumes:
      - elasticsearch-data:/usr/share/elasticsearch/data
    ports:
      - "9200:9200"

  logstash:
    image: docker.elastic.co/logstash/logstash:7.14.0
    volumes:
      - ./logstash.conf:/usr/share/logstash/pipeline/logstash.conf
    ports:
      - "5044:5044"
    depends_on:
      - elasticsearch

  kibana:
    image: docker.elastic.co/kibana/kibana:7.14.0
    ports:
      - "5601:5601"
    environment:
      - ELASTICSEARCH_HOSTS=http://elasticsearch:9200
    depends_on:
      - elasticsearch

  filebeat:
    image: docker.elastic.co/beats/filebeat:7.14.0
    user: root
    volumes:
      - ./filebeat.yml:/usr/share/filebeat/filebeat.yml:ro
      - /var/lib/docker/containers:/var/lib/docker/containers:ro
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock:ro
    depends_on:
      - logstash

volumes:
  elasticsearch-data:

备份和恢复

1. 数据备份脚本

创建backup.sh：

bash

#!/bin/bash

set -e

BACKUP_DIR="/backups"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)

echo "开始备份..."

# 1. 备份数据库
echo "备份数据库..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml exec -T database pg_dump -U $DB_USER $DB_NAME > $BACKUP_DIR/database_$DATE.sql

# 2. 备份Redis数据
echo "备份Redis数据..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml exec -T redis redis-cli BGSAVE
docker cp $(docker-compose -f docker-compose.prod.yml ps -q redis):/data/dump.rdb $BACKUP_DIR/redis_$DATE.rdb

# 3. 备份配置文件
echo "备份配置文件..."
tar -czf $BACKUP_DIR/config_$DATE.tar.gz docker-compose.prod.yml nginx.conf .env.prod

# 4. 清理旧备份（保留7天）
echo "清理旧备份..."
find $BACKUP_DIR -name "*.sql" -mtime +7 -delete
find $BACKUP_DIR -name "*.rdb" -mtime +7 -delete
find $BACKUP_DIR -name "*.tar.gz" -mtime +7 -delete

echo "备份完成！"

2. 数据恢复脚本

创建restore.sh：

bash

#!/bin/bash

set -e

BACKUP_FILE=$1

if [ -z "$BACKUP_FILE" ]; then
    echo "请指定备份文件"
    exit 1
fi

echo "开始恢复 $BACKUP_FILE..."

# 1. 停止服务
echo "停止服务..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml down

# 2. 恢复数据库
echo "恢复数据库..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml up -d database
sleep 30
docker-compose -f docker-compose.prod.yml exec -T database psql -U $DB_USER -d $DB_NAME < $BACKUP_FILE

# 3. 启动所有服务
echo "启动所有服务..."
docker-compose -f docker-compose.prod.yml up -d

echo "恢复完成！"

性能优化

1. 资源优化

yaml

# docker-compose.prod.yml
services:
  web:
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '1.0'
          memory: 1G
        reservations:
          cpus: '0.5'
          memory: 512M
    ulimits:
      nofile:
        soft: 65536
        hard: 65536

2. 网络优化

yaml

networks:
  frontend:
    driver: bridge
    driver_opts:
      com.docker.network.bridge.enable_icc: "true"
      com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade: "true"
      com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4: "0.0.0.0"

常见问题

1. 服务启动失败

bash

# 查看服务状态
docker-compose -f docker-compose.prod.yml ps

# 查看服务日志
docker-compose -f docker-compose.prod.yml logs web

# 检查资源使用
docker stats

2. 数据库连接问题

bash

# 检查数据库状态
docker-compose -f docker-compose.prod.yml exec database pg_isready

# 检查网络连接
docker-compose -f docker-compose.prod.yml exec web ping database

3. 性能问题

bash

# 监控资源使用
docker stats --format "table {{.Container}}\t{{.CPUPerc}}\t{{.MemUsage}}"

# 检查网络延迟
docker-compose -f docker-compose.prod.yml exec web ping database

下一步

掌握生产环境部署后，您可以：

继续学习 Docker监控与日志
学习容器编排工具如Kubernetes
探索云原生部署最佳实践

学习检查点

完成本章学习后，您应该能够：

[ ] 理解生产环境部署的架构和配置
[ ] 掌握自动化部署流程
[ ] 了解监控、日志和备份策略
[ ] 能够进行性能优化和故障排除
[ ] 解决生产环境相关问题

基础篇（1-4章）

中级篇（5-8章）

高级篇（9-12章）

基础篇（1-4章）

中级篇（5-8章）

高级篇（9-12章）

Docker生产环境部署

生产环境概述

部署架构

1. 单机部署

2. 集群部署

生产环境配置

1. Docker Compose生产配置

2. 环境变量配置

3. Nginx配置

部署流程

1. 自动化部署脚本

2. 蓝绿部署

监控和日志

1. 监控配置

2. 日志管理

备份和恢复

1. 数据备份脚本

2. 数据恢复脚本

性能优化

1. 资源优化

2. 网络优化

常见问题

1. 服务启动失败

2. 数据库连接问题

3. 性能问题

下一步

学习检查点

基础篇（1-4章）

中级篇（5-8章）

高级篇（9-12章）

基础篇（1-4章）

中级篇（5-8章）

高级篇（9-12章）

Docker生产环境部署 ​

生产环境概述 ​

部署架构 ​

1. 单机部署 ​

2. 集群部署 ​

生产环境配置 ​

1. Docker Compose生产配置 ​

2. 环境变量配置 ​

3. Nginx配置 ​

部署流程 ​

1. 自动化部署脚本 ​

2. 蓝绿部署 ​

监控和日志 ​

1. 监控配置 ​

2. 日志管理 ​

备份和恢复 ​

1. 数据备份脚本 ​

2. 数据恢复脚本 ​

性能优化 ​

1. 资源优化 ​

2. 网络优化 ​

常见问题 ​

1. 服务启动失败 ​

2. 数据库连接问题 ​

3. 性能问题 ​

下一步 ​

学习检查点 ​

Docker生产环境部署

生产环境概述

部署架构

1. 单机部署

2. 集群部署

生产环境配置

1. Docker Compose生产配置

2. 环境变量配置

3. Nginx配置

部署流程

1. 自动化部署脚本

2. 蓝绿部署

监控和日志

1. 监控配置

2. 日志管理

备份和恢复

1. 数据备份脚本

2. 数据恢复脚本

性能优化

1. 资源优化

2. 网络优化

常见问题

1. 服务启动失败

2. 数据库连接问题

3. 性能问题

下一步

学习检查点