庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

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一、简介
         前面的两篇文章,我们已经介绍了Net Core项目基于Docker容器部署在Linux服务器上的两种方式,代码和步骤都很详尽。虽然这两篇文章都是基础性的文章,但是,对于,大家学习后面的文章都很重要,尤其是,我们以后所使用的测试项目、部署方法等相关技术都是使用这两篇文章里的方法。大家看的时候,也希望你们多多留意。从今天开始,我们将以前部署在Windows环境下的Net Core项目,一步一步的都迁移部署到Linux服务器上去,毕竟,Linux环境是主流的服务器环境。有了Docker,让我们管理各种集群的实例就方便了很多,所以,所有的服务实例,项目代码等,我们都会生成自己的镜像文件,还有我们使用到的第三方镜像也是官方自家生成的。我的每篇文章都会解决一个问题,也许是一个技术问题,也是一个自己的理解的解释,尽量,每篇文章不要包含太多的内容,让整篇文章显得更内聚,有灵魂。

    1、说明
          今天这篇文章很简单,主要完成的任务就是介绍,把Net Core 项目部署到Linux环境的Docker容器中,基于Nginx形成一个小小集群。这里面核心的内容就是告诉大家如何去挂载文件(你可以挂载你想挂载的任何文件,在这里我们挂载的是Nginx.conf文件),配置Nginx服务器的环境。当然了,对于高手来说,这些都是微不足道的,但是对于新手或者说刚入门的人来说可能是有帮助的,所以说,高手就不用冷嘲热讽,如果想发表自己的高论,也欢迎不灵赐教。特别说明,这里的所有代码都经过测试,所以大家可以放心使用,但是实际情况可能不一样,结果也未必一样

    2、开发环境
          
以下就是开发环境,不用多说,都很简单,一看就知道。
         (1)、开发工具:Visual Studio 2019
         (2)、开发语言:C#
         (3)、开发平台:Net Core3.1,跨平台。
         (4)、操作系统:Linux(CentOS 7)。
         (5)、虚拟容器:Docker 19.03.13
         (6)、文件上传:SSH Secure File Transfer Client或者XFTP
         (7)、客 户 端:SSH Secure Shell Client或者XShell
         (8)、虚拟系统:VMware Workstation Pro 14.1.3

    3、我们的项目目标
            
今天我们的任务很简单,就是基于Linux系统上的Docker容器环境实现一个Nginx版本负载均衡系统。结果如图:
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二、Docker容器技术的简介
   
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    1、Docker简介
            Docker 是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器或Windows 机器上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。
            Docker是Docker.Lnc公司开源的一个基于LXC技术之上搭建的Container容器引擎,源代码托管在Github上,基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。
            Docker属于Linux容器的一种封装,提供简单易用的容器使用接口。
            Docker将应用程序与该程序的依赖,打包在一个文件里面。运行这个文件,就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行,就好像在真实的物理机上运行一样。有了Docker,就不用担心环境问题。
            总体来说,Docker的接口相当简单,用户可以方便地创建和使用容器,把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改,就像管理普通的代码一样。
      
             一个完整的Docker有以下几个部分组成:
                Docker Client客户端:可以输入各种命令操作Docker镜像、容器。
                Docker Daemon守护进程:Docker的服务器端,完成客户端的请求和命令。
                Docker Image镜像:镜像就是容器实例的模板,根据该模板生成容器实例。
                Docker Container容器:根据镜像文件生成的容器实例,没有镜像,无法生成容器。

              Docker结构组成:
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    2、基础命令
          (1)、安装工具包
                  命令:$yum install -y yum-utils
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          (2)、设置镜像仓库
                  阿里云:$ yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
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                  清华大学源:$yum-config-manager --add-repo  https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
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          (3)、安装启动 docker
                  命令:$yum install docker
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          (4)、停止正在运行的容器
                  命令:$docker stop 容器名称/容器ID
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          (5)、启动停止的容器:
                  命令:$docker start 容器名称/容器ID
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          (6)、查看所有镜像:
                  命令:$docker images
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          (7)、拉取镜像:
                  命令:$docker pull 镜像名称
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          (8)、删除指定容器:
                  命令:docker rm 容器名称/容器ID
                  根据容器的ID删除容器
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                  根据容器名称删除容器
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          (9)、删除所有容器(必须是停止运行的容器):
                  命令:docker rm $(docker ps -aq)
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          (10)、查询所有容器实例:
                  命令:docker ps –a
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          (11)、删除镜像:
                   命令:docker image rm 镜像名称/镜像ID
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          (12)、删除所有镜像:
                   命令:#docker rmi -f $(docker images -q)
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          (13)、查看日志:
                   命令:docker logs 容器id/容器名称
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          (14)、查看统计:
                   命令:docker stats 容器id/容器名称
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          (15)、docker 以别名形式运行指定镜像
                   命令:docker run -itd -p hostPort:containerPort --name 别名 镜像id/镜像名称
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          (16)、限制镜像使用的内存 -m:
                   命令:docker run -itd -p hostPort:containerPort --name 别名 -m 200m 镜像id/镜像名称
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          (17)、限制镜像使用的 cpu 数目 --cpus。:
                   命令:docker run -itd -p hostPort:containerPort --name 别名 --cpus 1 镜像id/镜像名称
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三、配置Nginx服务组件

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          在这里我并不想对Nginx做更多的介绍,网上的资料太多了,我在这里只是简单说明一下,如果大家想去学习有关Nginx的知识,请去网上自行恶补了。还要说明一下,在进行这项工作之前,请确保上一步的工作配置完成,就是Consul集群的配置工作,因为在这一步里我们要配置Nginx,使用的地址信息就是Consul集群地址列表。
          Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器,同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发的,第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布,因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日,Nginx 1.0.4发布。
          其特点是占有内存少,并发能力强,事实上Nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好,中国大陆使用Nginx网站用户有:百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。
           由于我们的环境是使用Docker容器来部署Net Core 项目,当然,我们所使用的Nginx也必须相关的镜像文件。我们会根据Nginx的镜像启动Nginx环境。我们在开始部署Nginx环境之前,检查Nginx的镜像是否存在。

           1、检查Linux系统上是否存在Nginx镜像。
                 命令:$Docker images

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           2、如果服务器系统上没有Nginx镜像,可以从Docker服务器上拉取。
                 命令:$docker pull nginx

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           3、我们要准备Nginx的配置文件,配置内容如下:
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           4、拷贝到服务器上,目录如下:/root/testProject/third
           
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           5、必须保证8081,8082,8083这个三个服务是运行的。
                  这三个实例我们通过第四部分来保证。

           6、启动Nginx服务镜像。
                  命令:$docker run -d -p 8086:80 -v /root/testProject/third:/var/log/nginx/ -v /root/testProject/third/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf --name elnginx nginx
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           7、检查Nginx服务是否成功启动。
                   命令:$docker ps –a

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四、Net Core项目基于Docker 容器的部署方式

         开始之前,还是先说明一下。因为我们今天要将系统部署到Docker容器里,所以,在开始之前,必须安装好了Docker容器,我当前安装的版本是:19.03.13,如果你登录了Linux系统(CentOS7),可以通过输入命令:Docker --version检查是否安装了Docker,如果没有安装,提示:没有这个命令(command not found),如果安装了,会显示具体的版本号:Docker version 19.03.13,build 4484c46d9d。还要说明一点,Docker的版本尽量要最新,最起码要在18或者以上,否则会出现一些问题,我就是遇到了问题,最后升级后才解决的,如果想升级自己的Docker,可以查看《如何将Docker升级到最新版本》。

        开始我们今天工作,主要实现通过挂载Nginx.conf配置文件来实现一个小型集群。
        1、搭建测试项目。

               (1)、PatrickLiu.MicroService.Interfaces(NetCore类库项目),定义抽象接口层,代码很简单,因为它不是重点,重点是框架。

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                          样例代码:
                            

 1 using PatrickLiu.MicroService.Models;
 2 using System.Collections.Generic;
 3 
 4 namespace PatrickLiu.MicroService.Interfaces
 5 {
 6     /// <summary>
 7     /// 用户服务的接口定义。
 8     /// </summary>
 9     public interface IUserService
10     {
11         /// <summary>
12         /// 查找指定主键的用户实例对象。
13         /// </summary>
14         /// <param name="id">用户的主键。</param>
15         /// <returns>返回查找到的用户实例对象。</returns>
16         User FindUser(int id);
17 
18         /// <summary>
19         /// 获取所有用户的实例集合。
20         /// </summary>
21         /// <returns>返回所有的用户实例。</returns>
22         IEnumerable<User> UserAll();
23     }
24 }

               (2)、PatrickLiu.MicroService.Models(Net Core类库项目),定义用于传递数据的实体模型,代码很简单,因为它不是重点,重点是框架。
                  
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                            样例代码:
                            

 1 using System;
 2 
 3 namespace PatrickLiu.MicroService.Models
 4 {
 5     /// <summary>
 6     /// 用户模型。
 7     /// </summary>
 8     public class User
 9     {
10         /// <summary>
11         /// 获取或者设置用户主键。
12         /// </summary>
13         public int ID { get; set; }
14 
15         /// <summary>
16         /// 获取或者设置用户姓名。
17         /// </summary>
18         public string Name { get; set; }
19 
20         /// <summary>
21         /// 获取或者设置用户账号名称。
22         /// </summary>
23         public string Account { get; set; }
24 
25         /// <summary>
26         /// 获取或者设置用户密码。
27         /// </summary>
28         public string Password { get; set; }
29 
30         /// <summary>
31         /// 获取或者设置用户的电子邮箱地址。
32         /// </summary>
33         public string Email { get; set; }
34 
35         /// <summary>
36         /// 获取或者设置用户角色。
37         /// </summary>
38         public string Role { get; set; }
39 
40         /// <summary>
41         /// 获取或者设置用户的登录时间。
42         /// </summary>
43         public DateTime LoginTime { get; set; }
44     }
45 }

               (3)、PatrickLiu.MicroService.Services(NetCore类库项目),定义实现接口的服务层,代码很简单,因为它不是重点,重点是框架。
                  
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                           样例代码:
                           

 1 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces;
 2 using PatrickLiu.MicroService.Models;
 3 using System;
 4 using System.Collections.Generic;
 5 using System.Linq;
 6 
 7 namespace PatrickLiu.MicroService.Services
 8 {
 9     /// <summary>
10     /// 实现用户服务接口的实现类型。
11     /// </summary>
12     public class UserService : IUserService
13     {
14         private IList<User> dataList;
15 
16         /// <summary>
17         /// 初始化类型的实例
18         /// </summary>
19         public UserService()
20         {
21             dataList = new List<User>()
22             { new User {ID=1,Name="黄飞鸿",Account="HuangFeiHong",Password="HuangFeiHong123456",Email="huangFeiHong@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now },
23             new User {ID=2,Name="洪熙官",Account="HongXiGuan",Password="HongXiGuan54667",Email="HongXiGuan@sina.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-5) },
24             new User {ID=3,Name="方世玉",Account="FangShiYu",Password="FangShiYu112233",Email="fangShiYu@163.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-30) },
25             new User {ID=4,Name="苗翠花",Account="MiaoCuiHua",Password="MiaoCuiHua887766",Email="miaoCuiHua@sohu.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddDays(-90) },
26             new User {ID=5,Name="严咏春",Account="YanYongChun",Password="YanYongChun09392",Email="yanYongChun@263.com", Role="Admin", LoginTime=DateTime.Now.AddMinutes(-50) }};
27         }
28 
29         /// <summary>
30         /// 查找指定主键的用户实例对象。
31         /// </summary>
32         /// <param name="id">用户的主键。</param>
33         /// <returns>返回查找到的用户实例对象。</returns>
34         public User FindUser(int id)
35         {
36             return dataList.FirstOrDefault(user => user.ID == id);
37         }
38 
39         /// <summary>
40         /// 获取所有用户的实例集合。
41         /// </summary>
42         /// <returns>返回所有的用户实例。</returns>
43         public IEnumerable<User> UserAll()
44         {
45             return dataList;
46         }
47     }
48 }

               (4)、PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance(Asp.Net Core WebAPI项目),对外提供业务功能WebApi项目,该项目必须引入其他关联项目:
                           PatrickLiu.MicroService.Interfaces
                           PatrickLiu.MicroService.Models
                           PatrickLiu.MicroService.Services

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                         样例代码:
                           UsersControllers.cs 代码
              

  1 using System;
  2 using System.Collections.Generic;
  3 using System.Linq;
  4 using System.Threading;
  5 using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
  6 using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
  7 using Microsoft.Extensions.Configuration;
  8 using Microsoft.Extensions.Logging;
  9 using PatrickLiu.MicroService.Interfaces;
 10 using PatrickLiu.MicroService.Models;
 11 
 12 namespace PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance.Controllers
 13 {
 14     /// <summary>
 15     /// 用户的 API 类型。
 16     /// </summary>
 17     [Route("api/[controller]")]
 18     [ApiController]
 19     public class UsersController : ControllerBase
 20     {
 21         #region 私有字段
 22 
 23         private readonly ILogger<UsersController> _logger;
 24         private readonly IUserService _userService;
 25         private IConfiguration _configuration;
 26 
 27         #endregion
 28 
 29         #region 构造函数
 30 
 31         /// <summary>
 32         /// 初始化该类型的新实例。
 33         /// </summary>
 34         /// <param name="logger">日志记录器。</param>
 35         /// <param name="userService">用户服务接口。</param>
 36         /// <param name="configuration">配置服务。</param>
 37         public UsersController(ILogger<UsersController> logger, IUserService userService, IConfiguration configuration)
 38         {
 39             _logger = logger;
 40             _userService = userService;
 41             _configuration = configuration;
 42         }
 43 
 44         #endregion
 45 
 46         #region 实例方法
 47 
 48         /// <summary>
 49         /// 获取一条记录
 50         /// </summary>
 51         /// <param name="id"></param>
 52         /// <returns></returns>
 53         [HttpGet]
 54         [Route("Get")]
 55         public User Get(int id)
 56         {
 57             return _userService.FindUser(id);
 58         }
 59 
 60         /// <summary>
 61         /// 获取所有记录。
 62         /// </summary>
 63         /// <returns></returns>
 64         [HttpGet]
 65         [Route("All")]
 66         //[Authorize]
 67         public IEnumerable<User> Get()
 68         {
 69             Console.WriteLine($"This is UsersController {this._configuration["port"]} Invoke");
 70 
 71             return this._userService.UserAll().Select((user => new User
 72             {
 73                 ID = user.ID,
 74                 Name = user.Name,
 75                 Account = user.Account,
 76                 Password = user.Password,
 77                 Email = user.Email,
 78                 Role = $"{this._configuration["ip"]}:{this._configuration["port"]}",
 79                 LoginTime = user.LoginTime
 80             })); ;
 81         }
 82 
 83         /// <summary>
 84         /// 超时处理
 85         /// </summary>
 86         /// <returns></returns>
 87         [HttpGet]
 88         [Route("Timeout")]
 89         public IEnumerable<User> Timeout()
 90         {
 91             Console.WriteLine($"This is Timeout Start");
 92             //超时设置。
 93             Thread.Sleep(3000);
 94 
 95             Console.WriteLine($"This is Timeout End");
 96 
 97             return this._userService.UserAll().Select((user => new User
 98             {
 99                 ID = user.ID,
100                 Name = user.Name,
101                 Account = user.Account,
102                 Password = user.Password,
103                 Email = user.Email,
104                 Role = $"{this._configuration["ip"]}:{this._configuration["port"]}",
105                 LoginTime = user.LoginTime
106             })); ;
107         }
108 
109         #endregion
110     }
111 }

              Startup.cs代码
          

1 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
2  {
3          //services.AddControllers();
4          services.AddSingleton<IUserService, UserService>();
5 }

        2、增加Dockerfile文件。
                  我们为了将NetCore项目部署到Linux(CentOS7)环境的Docker容器中去,须创建Dockerfile文件来支持,有关Dockerfile文件具体的解释说明,以后有机会再说。我们要部署的项目:PatrickLiu.MicroService.ServiceInstance,因此,我们就要为该项目增加Dockerfile文件。

                (1)、在项目名称上右键鼠标,选择【添加】,然后选择【Docker支持】,打开增加Dockerfile窗口,点击【确定】,增加文件。
                    
                   庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群
                         选择项目的部署环境:
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                          效果如图:
                           庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

                (2)、Dockerfile文件具体的内容。
                          庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

        3、生成Docker镜像文件。
               (1)、拷贝文件
                        这种部署方式只要保证项目编译是正确的就可以,有无代码生成都可以(这里指,编译和不编译都没关系),一般编译通过,就执行【清理】菜单,将代码清空,然后拷贝上传干净的项目代码就可以。
                        服务器路径:/root/testProject/first
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                            庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

               (2)、查看Docker镜像,没有我们自己的镜像文件。
                           命令:Docker Images
                           庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

               (3)、生成我们自己的镜像
                           命令:docker build --no-cache -t core31v1.112 -f Dockerfile .
                            庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群
                            最后结果截图,中间省略了一些处理过程:
                            庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

                (4)验证镜像是否成功,找找自己命名的镜像文件。
                           命令:Docker images
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        4、生成3容器实例。

                (1)、第一个Net Core容器,每个容器实例就相当于一个服务实例。
                         命令:docker run -itd -p 8081:80 core31v1.112 –name serviceInstance1

                          庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

                (2)、第二个Net Core容器,每个容器实例就相当于一个服务实例。
                         命令:docker run -itd -p 8082:80 core31v1.112 –name serviceInstance2

              庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群                 

                (3)、第三个Net Core容器,每个容器实例就相当于一个服务实例。
                         命令:docker run -itd -p 8083:80 core31v1.112 –name serviceInstance3

                          庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群
                 
        5、通过命令测试容器是否正常运行。
                 命令:Docker ps -a
                   庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

        6、通过浏览器访问来测试服务实例。
                 容器启动正常,那我们就可以通过浏览器访问看看,我们先获取我们的地址。
                  命令:ifconfig
                    庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群
                  服务实例1,我们访问:http://192.168.127.141:8081/api/users/all
                  服务实例2,我们访问:http://192.168.127.141:8082/api/users/all
                  服务实例3,我们访问:http://192.168.127.141:8083/api/users/all

                    端口:8081
                     庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

                    端口:8082
                      庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

                    端口:8083
                      庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

            7、通过浏览器访问Nginx网关地址。

                   访问地址:http://192.168.127.141:8086/api/users/all

                    庐山真面目之十微服务架构 Net Core 基于 Docker 容器部署 Nginx 集群

五、结束语
  
     好了,今天就写到这里了。这是2020年最后一篇文章,可以总结一下自己,也把要结束的东西结束一下,这个过程虽然很累,但是累并快乐着。正所谓,不积跬步,无以至千里,每天进步一点点,加油。2021年,我来了,继续努力,迎接新的未来。

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