Docker 初探 (4) - Swarms

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本文基于 Docker GetStarted 官方文档，去掉了与 Docker Machine 相关的内容，简化了搭建 Docker swarm 的过程

参考资料:

Swarm 简介

Swarm 是一组运行了 Docker 的机器并加入到同一个集群，通过使用相同的命令，但这些命令由在该集群上被称作 「集群管理员(Swarm Manager)」 的机器执行。集群上的机器可以是物理主机，也可以是虚拟主机，在加入集群之后，它们统一称为「节点(nodes)」。

Swarm Manager 是唯一能够执行命令的主机，并且负责授权其他主机以 worker 身份加入到集群中，worker 仅提供集群容量，没有任何指挥其他主机的权限。Swarm Manager 可通过

  • 「最小化节点」策略: 提取最为空闲的主机运行 container。
  • 「全局化」策略: 确保集群中的每一个节点都运行一个指定的 container。

采用何种策略在 docker-compose.yml 文件中配置。

之前的案例都是以「单机模式」运行应用程序，Docker 可转换为「集群模式」，启用集群模式的主机将立即成为 Swarm Manager，自此之后，所有的命令都将作用于整个集群而非仅仅本地主机。

搭建 Docker 集群

执行 docker swarm init 便可启用集群模式便将当前主机作为 Swarm Manager。然后在另外一台主机执行 docker swarm join 命令以 worker 身份加入集群。

接下来以一个可由公网访问的 Linux 主机(Aiur) 作为 Swarm Manager，一台 Windows PC(moby) 作为 Worker:

可借助 Docker Machine 在一台第三方的主机执行 docker-machine ssh <hostname> "<command>" 远程连接到另外一台 docker 主机，并执行相应的命令，简单起见，这里统一采用本机执行命令的方式。有关 Docker Machine 的更多信息参考 Docker Machine

  1. 首先创建 Swarm 并暴露 Manager 的公网 ip 地址:
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    $ docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.100

    Swarm initialized: current node (bsa93xks81o4ab971nv8ppzza) is now a manager.

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

        docker swarm join --token SWMTKN-1-40lg4ocglu93sdfyp28nosqvrupjgmb4iv9cnxv46kcwdqvqtw-btzb7tu4ks5stfe0spf0x62ty 192.168.99.100:2377

    To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.
    --advertise-addr 配置 Manager 节点以 192.168.99.100 向外发布，其他主机或集群中的其他节点必须能够访问该地址，输出的内容包含了如何加入新的 worker 节点以及如何加入新的 manager 节点。--token 是加入集群的凭证。

2377 是 Docker 集群的默认管理端口，2376 是 Docker 守护进程的端口。

查看当前 docker 的状态:

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$ docker info

# ...snip...
Swarm: active
 NodeID: bsa93xks81o4ab971nv8ppzza
 Is Manager: true
 ClusterID: s767fic8a9abaxq6n42d8vhd2
 Managers: 1
 Nodes: 1
# ...snip...
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$ docker node ls

ID                            HOSTNAME            STATUS              AVAILABILITY        MANAGER STATUS      ENGINE VERSION
bsa93xks81o4ab971nv8ppzza *   Aiur                Ready               Active              Leader              18.03.1-ce
  1. 将其他主机加入该节点
    由创建集群提供的命令行代码将其他主机加入到节点:
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    docker swarm join --token SWMTKN-1-40lg4ocglu93sdfyp28nosqvrupjgmb4iv9cnxv46kcwdqvqtw-btzb7tu4ks5stfe0spf0x62ty 192.168.99.100:2377
    This node joined a swarm as a worker.
    执行 docker node ls 查看节点:
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    $ docker node ls

    ID                            HOSTNAME            STATUS              AVAILABILITY        MANAGER STATUS      ENGINE VERSION
    bsa93xks81o4ab971nv8ppzza *   Aiur                Ready               Active              Leader              18.03.1-ce
    l1tat89t1ihfi04ad11mccsmi     moby                Ready               Active                                  17.09.1-ce
    ID 后面的 * 表示当前连接的节点。

在集群上部署应用

现在，在 Swarm Manager 主机环境中执行在Docker 初探 - Serivces 中相同的命令 docker stack deploy 来部署应用:

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$ docker stack deploy -c docker-compose.yml getstartedlab

Creating network getstartedlab_webnet
Creating service getstartedlab_web

执行相同的命令来查看 service 中的 containers，与之前不同的是，5 份 container 的副本被分配到了集群的两个节点上 Aiur 和 moby。

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$ docker stack ps getstartedlab

ID                  NAME                  IMAGE                       NODE                DESIRED STATE       CURRENT STATE                ERROR               PORTS
aumkvyzfh3oo        getstartedlab_web.1   frosthe/get-started:part2   moby                Running             Running about a minute ago
y82s9nuonx3p        getstartedlab_web.2   frosthe/get-started:part2   Aiur                Running             Running about a minute ago
yp2zx0bncv55        getstartedlab_web.3   frosthe/get-started:part2   moby                Running             Running about a minute ago
ul7f48j0grzy        getstartedlab_web.4   frosthe/get-started:part2   moby                Running             Running about a minute ago
jzn0fndpf206        getstartedlab_web.5   frosthe/get-started:part2   Aiur                Running             Running about a minute ago

访问集群

通过访问 Aiur 和 moby 两者的 ip 地址都可以访问应用程序，返回的 Hostname 轮流展示 5 个 container 的 ID。但这些 container 实例分别运行于两个节点上。

之所以访问任何一个节点的 ip 地址都可以到达应用程序是因为参与集群的节点共用「入口路由网格」，这保证了一个 service 在部署到集群的某个端口后，无论哪个节点正在运行或没有运行任何 container 实例，该端口都会保留给该 service。下图表示了一个名为 my-web 的服务在一个三节点的集群中发布 8080 端口:

要使入口路由网格正常运作，请确保集群中各个节点的以下端口是可访问的:

  • 7946 TCP/UDP 端口用于发现 container 网络
  • 4789 UDP 端口用于 ingress network

清理与重启

停止 stack:

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$ docker stack rm getstartedlab

Removing service getstartedlab_web
Removing network getstartedlab_webnet

将节点主机从集群分离:

  • Worker:
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    2
    $ docker swarm leave
    Node left the swarm.
  • Manager:
    1
    2
    $ docker swarm leave --force
    Node left the swarm.