简介

Swarm是使用 SwarmKit 构建的 Docker 引擎内置（原生）的集群管理和编排工具。Swarm mode 内置 kv 存储功能，提供了众多的新特性，比如：具有容错能力的去中心化设计、内置服务发现、负载均衡、路由网格、动态伸缩、滚动更新、安全传输等。使得 Docker 原生的Swarm集群具备与 Mesos、Kubernetes 竞争的实力。

swarm是一个集群概念，所以就必须会有管理节点和工作节点的概念，这是一个集群所必须有的东西。

 

  • 管理节点用于 Swarm 集群的管理，docker swarm 命令基本只能在管理节点执行（节点退出集群命令 docker swarm leave 可以在工作节点执行）。一个 Swarm 集群可以有多个管理节点，但只有一个管理节点可以成为 leader，leader 通过 raft 协议实现。
  • 工作节点是任务执行节点，管理节点将服务 (service) 下发至工作节点执行。管理节点默认也作为工作节点。你也可以通过配置让服务只运行在管理节点。

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同时还有2个概念需要理解，服务和任务：

  • 任务 （Task）是 Swarm 中的最小的调度单位，目前来说就是一个单一的容器。
  • 服务 （Services） 是指一组任务的集合，服务定义了任务的属性。服务有两种模式，两种模式通过 docker service create 的 --mode 参数指定。
    • replicated services 按照一定规则在各个工作节点上运行指定个数的任务。
    • global services 每个工作节点上运行一个任务

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集群搭建及使用

需要准备2台机器，一台是manager节点，IP是192.168.137.66，另一台是work节点，IP是192.168.137.55。

初始化

首先进行初始化集群操作：

在manager上面操作：

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[root@localhost ~]# docker swarm init --advertise-addr 192.168.137.66
Swarm initialized: current node (p92ez7umy4y7t0c7maj907v4x) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token SWMTKN-1-1faujb51zu8p1b7uw8whplp97hnf6rehjgx536koqkjyixodg9-9yjq4lgtxpyu9hrknqbejg62h 192.168.137.66:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

运行 docker swarm init --advertise-addr之后，会就提示如果有work节点需要加入到这个集群里面的话，就可以复制以下的这一行命令，主要是—token。

在work节点操作：

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[root@localhost ~]# docker swarm join --token SWMTKN-1-1faujb51zu8p1b7uw8whplp97hnf6rehjgx536koqkjyixodg9-9yjq4lgtxpyu9hrknqbejg62h 192.168.137.66:2377
This node joined a swarm as a worker.

很简单，复制命令执行一下就可以了。

在切回到manager上，使用 docker node ls 查看节点的情况，该命令只能在管理节点运行。

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[root@localhost ~]# docker node ls
ID                            HOSTNAME                STATUS              AVAILABILITY        MANAGER STATUS      ENGINE VERSION
p92ez7umy4y7t0c7maj907v4x *   localhost.localdomain   Ready               Active              Leader              19.03.2
mxhy7p2uqfcdugnks29l7jey1     remote                  Ready               Active                                  19.03.2

部署服务

我们使用 docker service 命令来管理 Swarm 集群中的服务，该命令只能在管理节点运行。如下：

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[root@localhost ~]# docker service create --replicas 3 -p 80:80 --name nginx nginx:1.13.7-alpine
n00dtwb5rfn4qly4i8c1c6ezc
overall progress: 3 out of 3 tasks
1/3: running   [==================================================>]
2/3: running   [==================================================>]
3/3: running   [==================================================>]
verify: Service converged

[root@localhost ~]# curl -s http://192.168.137.66 |grep Welcome
<title>Welcome to nginx!</title>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# curl -s http://192.168.137.55 |grep Welcome
<title>Welcome to nginx!</title>
<h1>Welcome to nginx!</h1>

按上面的规划，只有一个worker节点，但实际上，manager节点也是可以部署任务和服务的，所以也算是一个worker节点，自行就加入了。使用curl工具来访问，证明服务部署地没有异常。

查看运行情况

使用 docker service ls 查看当前集群运行的服务，使用 docker service ps 来查看某个服务的详情。 从 docker service ps nginx 中可以看到，运行了3个副本，在remote 这个worker节点上面运行了2个nginx的任务。

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[root@localhost ~]# docker service ls
ID                  NAME                MODE                REPLICAS            IMAGE                 PORTS
n00dtwb5rfn4        nginx               replicated          3/3                 nginx:1.13.7-alpine   *:80->80/tcp
[root@localhost ~]# docker service ps nginx
ID                  NAME                IMAGE                 NODE                    DESIRED STATE       CURRENT STATE            ERROR               PORTS
1985ibefbpjk        nginx.1             nginx:1.13.7-alpine   remote                  Running             Running 29 seconds ago
n0xw3rqcej09        nginx.2             nginx:1.13.7-alpine   localhost.localdomain   Running             Running 39 seconds ago
ugmhss3dp1et        nginx.3             nginx:1.13.7-alpine   remote                  Running             Running 42 seconds ago

服务伸缩

我们可以使用 docker service scale 对一个服务运行的容器数量进行伸缩。

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[root@localhost ~]# docker service scale nginx=2
nginx scaled to 2
overall progress: 2 out of 2 tasks
1/2: running   [==================================================>]
2/2: running   [==================================================>]
verify: Service converged
[root@localhost ~]# docker service ls
ID                  NAME                MODE                REPLICAS            IMAGE                 PORTS
n00dtwb5rfn4        nginx               replicated          2/2                 nginx:1.13.7-alpine   *:80->80/tcp
[root@localhost ~]# docker service ps nginx
ID                  NAME                IMAGE                 NODE                    DESIRED STATE       CURRENT STATE           ERROR               PORTS
1985ibefbpjk        nginx.1             nginx:1.13.7-alpine   remote                  Running             Running 9 minutes ago
n0xw3rqcej09        nginx.2             nginx:1.13.7-alpine   localhost.localdomain   Running             Running 9 minutes ago

更新版本

由于我们之使用的nginx是1.13版本，很老了，需要升级下。使用 --image 选项进行服务镜像的更新：

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[root@localhost ~]# docker exec -it nginx.2.dqr6ytgmo6uvsr3b5mu8i2jlk nginx -v
nginx version: nginx/1.13.7
[root@localhost ~]# docker service update --image nginx:1.16.1-alpine nginx
nginx
overall progress: 2 out of 2 tasks
1/2: running   [==================================================>]
2/2: running   [==================================================>]
verify: Service converged
[root@localhost ~]# docker exec -it nginx.2.dqr6ytgmo6uvsr3b5mu8i2jlk nginx -v
Error response from daemon: Container 18129a24b960f74a68066bb40d9b9106bc2e2702c7f0db23e7b974286931f9d8 is not running
[root@localhost ~]# docker exec -it nginx.2.egooovj58sserjcash77eb35j nginx -v
nginx version: nginx/1.16.1

回退版本

有更新就有回退，使用 docker service rollback ：

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[root@localhost ~]# docker service ps nginx
ID                  NAME                IMAGE                 NODE                    DESIRED STATE       CURRENT STATE            ERROR               PORTS
8jkdrojxwooy        nginx.1             nginx:1.16.1-alpine   remote                  Running             Running 4 minutes ago
8dk43ff5rq4o         \_ nginx.1         nginx:1.13.7-alpine   remote                  Shutdown            Shutdown 4 minutes ago
egooovj58sse        nginx.2             nginx:1.16.1-alpine   localhost.localdomain   Running             Running 4 minutes ago
dqr6ytgmo6uv         \_ nginx.2         nginx:1.13.7-alpine   localhost.localdomain   Shutdown            Shutdown 4 minutes ago
[root@localhost ~]# docker service rollback nginx
nginx
rollback: manually requested rollback
overall progress: rolling back update: 2 out of 2 tasks
1/2: running   [>                                                  ]
2/2: running   [>                                                  ]
verify: Service converged
[root@localhost ~]# docker service ps nginx
ID                  NAME                IMAGE                 NODE                    DESIRED STATE       CURRENT STATE             ERROR               PORTS
az5ep2t6t8bh        nginx.1             nginx:1.13.7-alpine   remote                  Running             Running 13 seconds ago
8jkdrojxwooy         \_ nginx.1         nginx:1.16.1-alpine   remote                  Shutdown            Shutdown 14 seconds ago
8dk43ff5rq4o         \_ nginx.1         nginx:1.13.7-alpine   remote                  Shutdown            Shutdown 5 minutes ago
1kpq3lyp23ut        nginx.2             nginx:1.13.7-alpine   localhost.localdomain   Running             Running 9 seconds ago
egooovj58sse         \_ nginx.2         nginx:1.16.1-alpine   localhost.localdomain   Shutdown            Shutdown 9 seconds ago
dqr6ytgmo6uv         \_ nginx.2         nginx:1.13.7-alpine   localhost.localdomain   Shutdown            Shutdown 5 minutes ago
#查看版本，已经回退好了
[root@localhost ~]# docker exec -it nginx.2.1kpq3lyp23utpuf6t0vwt1mq5 nginx -v
nginx version: nginx/1.13.7

从升级以及回退中可以看到，docker server都是类似git，会保留历史版本。

删除服务

使用 docker service rm 来从 Swarm 集群移除某个服务。

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[root@localhost ~]# docker service rm nginx
nginx

docker service 还有另外2个功能，一是密钥功能，二是管理配置文件功能，有兴趣的同学请查看https://yeasy.gitbooks.io/docker_practice/content/swarm_mode/config.html ，自行练习。这几个概念跟K8S很接近，要深刻理解 之。

使用compose文件

正如之前使用 docker-compose.yml 来一次配置、启动多个容器，在 Swarm 集群中也可以使用 compose 文件 （docker-compose.yml） 来配置、启动多个服务，docker使用docker stack命令来运行compose文件。

准备如下yaml文件，运行2个wordpress服务，一个db服务，一个visualizer服务，后2台服务都指定了运行在magager节点上：

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[root@localhost wordpress]# cat docker-compose.yml
version: "3"

services:
  wordpress:
    image: wordpress
    ports:
      - 80:80
    networks:
      - overlay
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db:3306
      WORDPRESS_DB_USER: wordpress
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: wordpress
    deploy:
      mode: replicated
      replicas: 2

  db:
    image: mysql
    networks:
       - overlay
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456
      MYSQL_DATABASE: wordpress
      MYSQL_USER: wordpress
      MYSQL_PASSWORD: wordpress
    deploy:
      placement:
        constraints: [node.role == manager]

  visualizer:
    image: dockersamples/visualizer:stable
    ports:
      - "8080:8080"
    stop_grace_period: 1m30s
    volumes:
      - "/var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock"
    deploy:
      placement:
        constraints: [node.role == manager]

volumes:
  db-data:
networks:
  overlay:

部署和查看：

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[root@localhost wordpress]# docker stack deploy -c docker-compose.yml wp
Creating network wp_overlay
Creating network wp_default
Creating service wp_db
Creating service wp_visualizer
Creating service wp_wordpress
[root@localhost wordpress]# docker stack ls
NAME                SERVICES            ORCHESTRATOR
wp                  3                   Swarm
[root@localhost wordpress]# docker stack ps wp
ID                  NAME                IMAGE                             NODE                    DESIRED STATE       CURRENT STATE             ERROR               PORTS
o1xhtj8qq2d0        wp_wordpress.1      wordpress:latest                  localhost.localdomain   Running             Preparing 2 minutes ago
ipz4y738pjpi        wp_visualizer.1     dockersamples/visualizer:stable   localhost.localdomain   Running             Preparing 2 minutes ago
8tx7j9276ujx        wp_db.1             mysql:latest                      localhost.localdomain   Running             Preparing 2 minutes ago
smjxpssmrjm0        wp_wordpress.2      wordpress:latest                  remote                  Running             Preparing 2 minutes ago
#隔了几分钟之后，看到有的服务已经是running状态了
[root@localhost wordpress]# docker stack ps wp
ID                  NAME                IMAGE                             NODE                    DESIRED STATE       CURRENT STATE                ERROR               PORTS
o1xhtj8qq2d0        wp_wordpress.1      wordpress:latest                  localhost.localdomain   Running             Running 26 seconds ago
ipz4y738pjpi        wp_visualizer.1     dockersamples/visualizer:stable   localhost.localdomain   Running             Running about a minute ago
8tx7j9276ujx        wp_db.1             mysql:latest                      localhost.localdomain   Running             Running 44 seconds ago
smjxpssmrjm0        wp_wordpress.2      wordpress:latest                  remote                  Running             Preparing 4 minutes ago

上面有部署了一个visualizer服务，这是查看集群状态，在浏览器上面访问任意一个节点 ip + 8080就可以看到了。

要移除服务，使用 docker stack down

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[root@localhost wordpress]# docker stack down wp
Removing service wp_db
Removing service wp_visualizer
Removing service wp_wordpress
Removing network wp_default
Removing network wp_overlay

跟docker-compose类似，该命令不会移除服务所使用的数据卷，如果你想移除数据卷请使用 docker volume rm。

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