CDN实战：使用Docker Compose部署OpenResty CDN系统

项目概述

本文介绍的是一个基于OpenResty构建的CDN系统部署方案，通过Docker Compose实现快速部署和测试。该系统模拟了完整的CDN架构，包括边缘节点、负载均衡器和后端服务器，并集成了Prometheus和Grafana监控组件。

架构解析

该CDN系统由以下几个核心组件构成：

1. 边缘节点(Edge Nodes)：负责缓存内容并就近服务用户请求
2. 后端服务器(Backend Servers)：存储原始内容
3. 负载均衡器(Load Balancer)：分配用户请求到最优边缘节点
4. 监控系统：Prometheus收集指标，Grafana可视化展示

Docker Compose配置详解

基础服务配置

所有Nginx服务都基于nginx_base服务扩展而来，这体现了Docker Compose的继承特性：

nginx_base:
  build:
    context: .
  volumes:
    - "./generic_conf/:/usr/local/openresty/nginx/conf/generic_conf/"
    - "./src/:/lua/src/"

关键点：

• 使用本地Dockerfile构建镜像
• 挂载通用配置目录和Lua脚本目录
• 为所有Nginx服务提供基础配置

负载均衡器配置

loadbalancer:
  extends:
    service: nginx_base
  volumes:
    - "./nginx_loadbalancer.conf:/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf"
  ports:
    - "18080:8080"
  depends_on:
    - edge
    - edge1
    - edge2

特点：

• 暴露18080端口作为系统入口
• 使用专用负载均衡配置
• 依赖所有边缘节点服务

后端服务器配置

系统配置了两个后端服务器实例：

backend:
  extends:
    service: nginx_base
  volumes:
    - "./nginx_backend.conf:/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf"
  ports:
    - "8080:8080"

backend1:
  extends:
    service: nginx_base
  volumes:
    - "./nginx_backend.conf:/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf"
  ports:
    - "8180:8080"

设计考虑：

• 使用相同配置但不同端口
• 模拟多后端服务器场景
• 为边缘节点提供内容源

边缘节点配置

系统配置了三个边缘节点：

edge:
  extends:
    service: nginx_base
  volumes:
    - "./nginx_edge.conf:/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf"
  depends_on:
    - backend
    - backend1
  ports:
    - "8081:8080"

共同特点：

• 每个节点使用相同配置
• 绑定不同端口(8081-8083)
• 依赖后端服务器
• 实现内容缓存和就近服务

监控系统配置

系统集成了完整的监控方案：

Prometheus配置：

prometheus:
  image: prom/prometheus:v2.17.1
  volumes:
    - ./config:/etc/prometheus
    - ./data/prometheus:/prometheus
  ports:
    - "9090:9090"

Grafana配置：

grafana:
  image: grafana/grafana:latest
  ports:
    - "9091:3000"
  environment:
    - GF_SECURITY_ADMIN_USER=admin
    - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=admin

监控系统特点：

• 持久化存储监控数据
• 预置管理账号
• 与所有服务建立依赖关系
• 提供可视化监控界面

部署与使用指南

1. 环境准备：

   • 安装Docker和Docker Compose
   • 确保80、8080-8083、9090-9091端口可用

2. 启动系统：

   docker-compose up -d
   

3. 访问服务：

   • 负载均衡器：http://localhost:18080
   • Prometheus：http://localhost:9090
   • Grafana：http://localhost:9091 (账号admin/admin)

4. 测试CDN功能：

   • 通过负载均衡器访问内容
   • 观察请求如何被分配到不同边缘节点
   • 监控各节点缓存命中率

技术亮点

1. OpenResty扩展：基于Nginx的Lua扩展能力，实现灵活的内容处理和缓存策略
2. 多级缓存架构：模拟真实CDN的多级缓存结构
3. 服务发现：通过Docker Compose实现服务自动发现和连接
4. 完整监控：集成指标收集和可视化展示
5. 配置分离：不同角色使用独立配置，便于维护和扩展

应用场景

该CDN系统适合以下场景：

• CDN技术学习和研究
• 缓存策略测试和验证
• 负载均衡算法实验
• 边缘计算原型开发
• 监控系统集成演示

总结

通过这个Docker Compose配置，我们可以快速搭建一个功能完整的CDN测试环境。系统设计考虑了实际生产环境中的关键要素，包括多节点部署、负载均衡、监控等，是学习和实践CDN技术的优秀资源。开发者可以基于此配置进一步扩展功能，如添加更多边缘节点、实现智能路由算法或集成安全防护功能。