Docker Swarm从部署到基本操作 - 好文

关于Docker Swarm

Docker Swarm由两部分组成：

* Docker集群：将一个或多个Docker节点组织起来，用户就能以集群的方式进行管理；
* 应用编排：有一套API用来部署和管理容器；
官方资料：https://docs.docker.com/swarm/

网络图

下图是个典型的Docker Swarm集群部署图，来自Docker官网：

接下来照着上图来搭建一个Docker Swarm集群。

准备工作

本次实战一共用到了5台机器，配置信息全部相同，如下：

* 操作系统：CentOS Linux release 7.6.1810
* Docker服务版本：1.13.1
* 防火墙都已经关闭；
机器的信息如下表所示：
| IP地址 | 主机名 | 身份 |
|--|--|--|
| 192.168.121.142 | m0 | 管理节点 |
| 192.168.121.139 | m1 | 管理节点 |
| 192.168.121.140 | m2 | 管理节点 |
| 192.168.121.141 | w0 | 工作节点 |
| 192.168.121.138 | w1 | 工作节点 |

为什么要三个管理节点？

从官方图可见，管理节点集群之间的内部管理协调使用了Raft共识算法，这样就保证了管理节点高可用（HA），一般情况下会参考以下两个原则：

* 部署奇数个管理节点，这样有利于减少脑裂；
* 不要部署太多管理节点，因为越多管理节点意味着需要花费跟多时间来达成共识；
部署集群步骤简介

接下来的整个部署过程分为以下几步：

* 初始化第一个管理节点（m0）；
* 加入新的管理节点（m1、m2）；
* 加入工作节点（w0、w1）；
接下来正式开始吧；

初始化第一个管理节点（m0）

* m0节点的IP地址是192.168.121.142，因此在m0节点执行以下命令： docker swarm init \
--advertise-addr 192.168.121.142:2377 --listen-addr 192.168.121.142:2377

关于advertise-addr和listen-addr这两个参数，前者用来指定其他节点连接m0时的地址，后者指定承载swarm流量的IP和端口，它们更详细和深入的区别可以参考文章：https://boxboat.com/2016/08/17/whats-docker-swarm-advertise-addr/

* 控制台返回信息如下，表明Swarm集群初始化成功： Swarm initialized: current node
(7585zt09o2sat82maef0ocf42) is now a manager. To add a worker to this swarm,
run the following command: docker swarm join \ --token
SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-e8l6755jstd7urpdo5smyi8fv
\ 192.168.121.142:2377 To add a manager to this swarm, run 'docker swarm
join-token manager' and follow the instructions.
* 列出当前Swarm集群的所有节点，可以看到唯一的节点m0的状态和身份： [root@m0 ~]# docker node ls ID HOSTNAME
STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS 7585zt09o2sat82maef0ocf42 * m0 Ready Active
Leader
现在集群已经建立起来了，接下来我们需要加入更多的管理节点和工作节点；

如何加入新的节点？

* Docker Swarm的新节点加入策略是从管理节点获取一长串命令，被称为join token，任何想加入集群的机器只要自己执行这个join
token即可加入Swarm集群；
* 如果有新的管理节点需要加入，在m0执行命令docker swarm join-token manager即可得到管理节点的join
token，如下所示： [root@m0 ~]# docker swarm join-token manager To add a manager to
this swarm, run the following command: docker swarm join \ --token
SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-5tz9d4w7nwzu8r4ozd0ff2aiu
\ 192.168.121.142:2377
* 如果有新的工作节点需要加入，在m0执行命令docker swarm join-token worker即可得到工作节点的join token，如下所示：
[root@m0 ~]# docker swarm join-token worker To add a worker to this swarm, run
the following command: docker swarm join \ --token
SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-e8l6755jstd7urpdo5smyi8fv
\ 192.168.121.142:2377
两种join token都准备好了，接下来开始加入新节点。

加入管理节点m1、m2

* 在m1上执行前面取得的管理节点join token： [root@m1 ~]# docker swarm join \ > --token
SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-5tz9d4w7nwzu8r4ozd0ff2aiu
\ > 192.168.121.142:2377 This node joined a swarm as a manager.
* 在m2上做同样的操作；
* 在m0、m1、m2其中的任意一台上执行命令docker node ls
查看Swarm集群的现状，如下图，可见三个管理节点都是正常状态，ID字段带有星号后缀表示当前执行命令的机器是m1： [root@m1 ~]# docker
node ls ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
0isfyre69mdu1hm11esf1q3dk m2 Ready Active Reachable 7585zt09o2sat82maef0ocf42
m0 Ready Active Leader slc0hjbs7jh2hdi8ai3wohy23 * m1 Ready Active Reachable
加入工作节点w0、w1

* 在w0上执行前面取得的工作节点的join token： [root@w0 ~]# docker swarm join \ > --token
SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-e8l6755jstd7urpdo5smyi8fv
\ > 192.168.121.142:2377 This node joined a swarm as a worker.
* 在w1上做同样的操作；
* 在m0、m1、m2其中的任意一台上执行命令docker node ls查看Swarm集群的现状，可见工作节点已经全部就绪： [root@m0 ~]#
docker node ls ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
0isfyre69mdu1hm11esf1q3dk m2 Ready Active Reachable 7585zt09o2sat82maef0ocf42 *
m0 Ready Active Leader i71bcxt1auc804syybroajtan w1 Ready Active
slc0hjbs7jh2hdi8ai3wohy23 m1 Ready Active Reachable wqcwcccva3d3mxgi5p423d4fv
w0 Ready Active
至此，Swarm集群环境搭建完毕，接下来可以验证了。

验证Swarm集群环境

* 创建名为tomcat-net的覆盖网络(Overlay
Netowork)，这是个二层网络，处于该网络下的docker容器，即使宿主机不一样，也能相互访问： docker network create -d
overlay tomcat-net
* 创建名为tomcat的服务，使用了刚才创建的覆盖网络： docker service create --name tomcat \ --network
tomcat-net \ -p 8080:8080 \ --replicas 3 \ tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk
* 执行命令docker service ls查看当前所有服务： [root@m0 ~]# docker service ls ID NAME MODE
REPLICAS IMAGE kguawc4b5th4 tomcat replicated 3/3 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk
* 执行命令docker service ps tomcat查看名为tomcat的服务，可见三个容器分别部署在m0、m2、w1机器上： [root@m0
~]# docker service ps tomcat ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE
ERROR PORTS n1gs9f1plce2 tomcat.1 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk w1 Running Running
19 minutes ago q8jyg088ci21 tomcat.2 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m2 Running
Running 19 minutes ago h9ww33dpw56m tomcat.3 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m0
Running Running 19 minutes ago
* 执行命令docker service inspect --pretty tomcat
查看名为tomcat的服务的详细信息(去掉--pretty可以看到更完整的)： [root@m0 ~]# docker service inspect
--pretty tomcat ID: kguawc4b5th4qlwlsv183qtai Name: tomcat Service Mode:
Replicated Replicas: 3 Placement: UpdateConfig: Parallelism: 1 On failure:
pause Max failure ratio: 0 ContainerSpec: Image:
tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk@sha256:91eadffb59d9a35ada2d39fcd616a749ac580aa5e834499b7128f27be2e46623
Resources: Networks: tomcat-net Endpoint Mode: vip Ports: PublishedPort 8080
Protocol = tcp TargetPort = 8080
*
打开浏览器，尝试访问m0、m1、m2、w0、w1这个五个机器的8080端口，都可以成功访问tomcat首页：

服务模式

* 服务模式一共有两种：Ingress和Host，如果不指定，则默认的是Ingress；
* Ingress模式下，到达Swarm任何节点的8080端口的流量，都会映射到任何服务副本的内部80端口，就算该节点上没有tomcat服务副本也会映射；
* Host模式下，仅在运行有容器副本的机器上开放端口，使用Host模式的命令如下： docker service create --name
tomcat \ --network tomcat-net \ --publish published=8080,target=8080,mode=host
\ --replicas 3 \ tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk
服务扩缩容

* 执行命令docker service scale tomcat=5将副本数从3调整为5： [root@m0 ~]# docker service
scale tomcat=5 tomcat scaled to 5
* 执行命令docker service ps tomcat查看名为tomcat的服务，可见每台机器上都分布了一个容器： [root@m0 ~]#
docker service ps tomcat ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR
PORTS w32tjahze2fk tomcat.1 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m2 Running Running 42
minutes ago yj5czwwhrrsh tomcat.2 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m0 Running Running
42 minutes ago pq40995nbd0k tomcat.3 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk w1 Running
Running 42 minutes ago y1y6z1jczel1 tomcat.4 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m1
Running Running about a minute ago w0dcii8f79os tomcat.5
tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk w0 Running Running about a minute ago
滚动升级

* 当前tomcat服务中，tomcat镜像的tag是7.0.96-jdk8-openjdk，我们来尝试升级到9.0.24-jdk11-openjdk
，执行以下命令： docker service update \ --image tomcat:9.0.24-jdk11-openjdk \
--update-parallelism 1 \ --update-delay 10s tomcat
上述命令有几处需要注意：

a. update-parallelism：每次更新的容器数量，这里设置为1，表示每一个容器升级成功后才去升级下一个；

b. update-delay：每一批升级成功后，升级下一批之前的等待时间，这里表示升级一个容器后等10秒再升级下一个；

* 在升级过程中执行命令docker service ps tomcat查看服务，可以看到新版本容器逐个启动的过程： [root@m0 ~]#
docker service ps tomcat ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR
PORTS w32tjahze2fk tomcat.1 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m2 Running Running 56
minutes ago yj5czwwhrrsh tomcat.2 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m0 Running Running
56 minutes ago semuna9awsn7 tomcat.3 tomcat:9.0.24-jdk11-openjdk w1 Running
Running 15 seconds ago pq40995nbd0k \_ tomcat.3 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk w1
Shutdown Shutdown about a minute ago y1y6z1jczel1 tomcat.4
tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk m1 Running Running 15 minutes ago oot3yex74v4t
tomcat.5 tomcat:9.0.24-jdk11-openjdk w0 Running Preparing 5 seconds ago
w0dcii8f79os \_ tomcat.5 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk w0 Shutdown Shutdown 3
seconds ago
*
升级完成后，用浏览器访问服务，可见tomcat版本已经升级：

删除服务
执行命令docker service rm tomcat即可删除服务： [root@m0 ~]# docker service rm tomcat
tomcat [root@m0 ~]# docker service ls ID NAME MODE REPLICAS IMAGE
至此，Docker Swarm从部署到基本操都已经体验过一次了，希望您在搭建环境的时候，本文能给您一些参考。

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