文章目录

• • • 一、Docker Swarm是什么？
    • 二、Swarmkit和Swarm Mode是什么？
    • 三、Docker Swarm的核心设计
    • 四、Docker Swarm安装部署
    • • 4.1、初始化Swarm节点1
      • 4.2、新节点加入Swarm集群
      • 4.3、使用swarm部署服务
      • 4.4、swarm集群管理

一、Docker Swarm是什么？

Docker Swarm是一款由Docker官方推出的容器编排工具，其主要作用是把若干台Docker 主机抽象为一个整体，并且通过一个入口统一管理这些Docker 主机上的各种Docker 资源，用于管理和编排多个Docker容器的集群。

它可以让用户方便地管理多个Docker节点，以及部署和扩展应用程序。Docker Swarm通过提供集群管理、负载均衡、服务发现和滚动更新等功能，简化了分布式应用程序的开发和部署过程。

有人会有疑问，kubernetes现在已经是容器编排领域的王者了，还有Docker Swarm什么事情？其实不然，根据我的个人经验以及和同行的交流来看，kubernetes功能非常强大，但是也非常复杂， 部署和运维过程不是都需要有不少的工作，需要有专门的团队专家维护，属于比较“重”的。而相对来说Docker Swarm则比较轻量级，维护相对简单，对于一些中小企业来说，不需要投入过多的成本，也是一个非常好的选择。

还是老话：适合的才是最好的。

二、Swarmkit和Swarm Mode是什么？

Docker容器编排的功能经历了好几代，分别是Docker Swarm、Swarmkit和Swarm Mode。苍天啊，我也有点服了，整这么几个相近的名字，确实让初学者头疼凌乱。

Docker Swarm是Docker容器编排最初提供的功能，它独立于Docker Engine之外，使用Docker CLI进行管理，需要部署额外的KV存储，从Docker 1.6开始就有了，为了方便，我们姑且称之为Docker Swarm V1吧。

Docker Swarm V1由Discovery Service模块、Scheduler模块和Leadership模块组成。如下图所示，Discovery Service主要用于发现Swarm集群重的节点；Scheduler则主要负责给用户新创建的容器分配最优的节点，支持多种策略；Leadership则是提供了Swarm HA的功能。

目前来说Docker Swarm项目已经沉寂，不太建议新项目使用。

Docker 发展到1.12版本的时候，Docker官方又发布了一个项目称为Docker Swarmkit，它也是一个独立的容器编排项目，目前在github上开源，有2K Star，还在更新。Swarmkit有自己独立的CLI管理工具，容器编排和调度能力更强，支持节点发现，实现了Raft共识选主和安全访问，是一个比较完善的容器编排项目。为了方便，我们且称之为Docker Swarm V2。

运行SwarmKit的多台机器可以组合在一起形成Swarm集群，相互协调任务。一旦一台机器加入，它就自动成为一个Swarm 节点，而这个节点可以是工作节点或管理节点。它使用独立的CLI swarmd和swarmctl，swarmd部署在cluster中的每一个node上，彼此间互相通信，组成cluster；而swarmctl则用来控制整个集群。

例如使用swarmd初始化节点：

$ swarmd -d /tmp/node-1 --listen-control-api /tmp/node-1/swarm.sock --hostname node-1

例如使用swarmctl列出正在运行的服务：

$ swarmctl service ls
ID                         Name   Image        Replicas
--                         ----   -----        --------
08ecg7vc7cbf9k57qs722n2le  redis  redis:3.0.5  1/1

最后终于轮到了主角Swarm Mode，其实就是现在Docker官方建议使用的Docker容器编排模式，它的底层还是基于Swarmkit构建的，但是它将swarm的能力集成到了Docker Engine中，你只需要部署Docker Engine就自动获得了容器编排的能力，不需要额外的存储，使用Docker CLI，不需要额外的CLI工具，支持服务发现、滚动升级、负载均衡、路由和容器的扩缩容、安全通信等功能，算是非常完善且方便的。

swarm集群中所有的节点都是对等的，分为两个角色：manager和worker，manager服务集群的管理，worker负责容器的运行，两个角色可以相互转换，极为方便。目前推荐docker的容器编排使用swarm mode。

三、Docker Swarm的核心设计

我们再来仔细说说docker swarm（从这里开始指的都是swarm mode）的核心设计思想。

首先swarm的功能内嵌在了Docker Engine上，这样子一来除了Docker Engine无需再额外安装其他软件，相对于独立组件更加轻便。

swarm集群支持多个Manager，Manager之间通过raft协议实现高可用。它针对服务进行了抽象设计，抽象出了Service、Task和Container概念，如下图所示

Service代表一个作业，而Task则是swarm内调度的最小单位，每个task一般只调用一个Container，例如你指定了一个服务要运行三个实例，则会启动三个Task，每个Task负责运行一个Container实例。

在swarm中有两种不同的Service模式：

• Replicated services（副本模式）
  副本模式下，在定义service的时候指定任务的数量，一般也就是container实例的数量，集群会按照指定的数量运行任务。
• global services（全局模式）
  在每个节点上运行一个相同的任务，但是不预先指定任务数量，而是每增加一个节点到 swarm 中，协调器就新建一个任务，然后调度器把任务分配给新节点。

而对于Task，整个生命周期具有不同的状态，可以监控到任务执行的情况，Task生命周期状态有：

NEW       任务在初始化状态
PENDING   正在分配任务所用的资源
ASSIGNED  Docker分配任务给节点
ACCEPTED  任务被工作节点接受。如果工作节点拒接任务，状态将会转变成REJECTED
PREPARING Docker正在准备任务
STARTING  Docker正在开启任务
RUNNING   任务正在执行
COMPLETE  任务结束，不带错误代码
FAILED    任务结束，带着错误代码
SHUTDOWN  Docker请求任务关闭
REJECTED  工作节点拒绝任务
ORPHANED  节点宕机时间太长
REMOVE    该任务不是终端，但相关服务已被删除或缩小

一般的swarm使用流程为：用户在Docker Swarm上定义一个服务，包括服务名称、容器镜像、容器数量等信息，Docker Swarm manager会将服务的定义发送给集群中的所有Worker节点，每个Worker节点会启动指定数量的容器，并将容器注册到Swarm中,而Swarm会通过内置的负载均衡算法将请求分发到各个容器中，当用户需要更新容器时，只需更新服务定义，Swarm会自动将容器更新到最新版本。

四、Docker Swarm安装部署

由于Docker Swarm已经集成到了Docker Engine中，所以只要安装了Docker就可以通过以下步骤进行swarm集群的部署。

为了进行实验，我本地搭建了两个虚拟机：node1（192.168.56.11）和node2(192.168.56.12)。

4.1、初始化Swarm节点1

首先，选择一个节点作为manager节点，对swarm进群进行初始化，我这里选择node1，使用以下命令：

[docker@node1 ~]$ docker swarm init

结果如下：

可以看到这个节点已经成为了一个manager节点，且提示了如何加入新的manager节点和worker节点。

4.2、新节点加入Swarm集群

使用docker swarm join --token <token> <manager-ip>:<manager-port>命令可以作为worker节点加入集群。

[docker@node2 ~]$ docker swarm join --token SWMTKN-1-5h4jxvef4q4qhxb45saibjj3hgm8rsjm8otqc2x78m4ovinel7-2zm4q85rlavh59i1bdwbv5hwt 192.168.56.11:2377

正常情况下如下会提示作为worker节点加入成功。

4.3、使用swarm部署服务

使用docker service create --name <service-name> <image>命令可以创建service，在docker swarm中使用docker service进行服务部署和管理。

我们这里使用busybox镜像进行容器部署，首先拉去镜像到本地，并使用docker images查看确认镜像。

[docker@node1 ~]$ docker pull busybox:latest
[docker@node1 ~]$ docker images

创建service

[docker@node1 ~]$ docker service create --name helloworld busybox:latest sh -c "while true; do echo Hello; sleep 2; done"

查询service

[docker@node1 ~]$ docker service ls
ID             NAME         MODE         REPLICAS   IMAGE            PORTS
j1mtev8f7k05   helloworld   replicated   1/1        busybox:latest

可以看到服务ID以及副本的数量。

查看service详细信息

使用命令docker service inspect <service-name>可以查看service的详细信息，如下命令，可以看到输出内容信息非常丰富，包括service的定义等。

[docker@node1 ~]$ docker service inspect helloworld

扩展service

使用命令docker service scale <service-name>=<replicas>

[docker@node1 ~]$ docker service scale helloworld=2

再次使用docker service ls可以看到副本数量已经提升到了2。

更新service

可以使用docker service update --image <new-image> <service-name>更新service的定义，包括容器镜像和数量等信息，service将会被自动重新部署。

[docker@node1 ~]$ docker service update --image nginx:latest helloworld

重新查看service，可以发现image已经更换为了nginx:latest。

删除service

使用命令docker service rm <ID>或者docker service rm <service-name>

[docker@node1 ~]$ docker service rm helloworld

4.4、swarm集群管理

docker swarm还提供了一些命令用于swarm集群节点本身的管理，例如

1. 查看 Swarm 集群节点：

   [docker@node1 ~]$ docker node ls
   

2. 从 Swarm 集群中删除一个节点：

   [docker@node1 ~]$ docker node rm <node-id>
   

3. 增加一个新的manager节点

   在当前manager节点上执行命令docker swarm join-token manager，此时会输出以下内容：

   docker swarm join --token SWMTKN-1-5h4jxvef4q4qhxb45saibjj3hgm8rsjm8otqc2x78m4ovinel7-3mxnl9pluz287gdo6ggefbr0r 192.168.56.11:2377
   

   在新节点上执行此命令，即可轻松添加一个新的manager节点。

通过以上，总结一下，docker swarm集群无论是部署和维护都是相对简单的，而容器的编排功能却一点也不弱，满足中小公司和团队的容器编排部署需要一点问题也没有，相对于kubernetes的部署和维护流程，能够节省大量的投入，所以kubernetes适合大规模的容器编排，小规模的老老实实选择docker swarm轻轻松松不香么~