Docker Swarm从部署到基本操作

关于Docker Swarm

Docker Swarm由两部分组成：

1. 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；
2. 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：

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/

2. 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

1. 服务模式一共有两种：Ingress和Host，如果不指定，则默认的是Ingress；
2. 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；
3. 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；

2. 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。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。