看 Docker Swarm 如何做集群

本文所有服務均采用docker容器化方式部署

當前環境

1. Mac OS 10.11.x
2. Docker >= 1.12

目錄

• 基本概念
• 安裝
• 使用場景
• 分配策略
• 高可用
• 總結

基本概念

技術說明

• Docker Engine：作為 Docker 鏡像構建與容器化啟動的工作引擎；
• Docker Machine：安裝與管理 Docker Engine 的工具；
• Docker Swarm：是 Docker 自1.12后自帶的集群技術，將多個獨立的 Docker Engine 利用 Swarm 技術進行集群化管理；

原理

簡單來講，Docker 集群的實現是通過 Docker Machine 在多主機或虛擬機上創建多個 Docker Engine，在利用 Docker Swarm 以某個 Engine 作為集群的初始管理節點，其他 Engine 以管理或工作節點的方式加入，形成完成的集群環境。

安裝（本次演示在單臺 Mac 上進行）

創建 Docker Engine

使用 docker-machine 命令創建 docker 工作引擎。

參數說明：

-d：設置 Docker Engine 驅動（Mac 下默認是 virtualbox）

--virtualbox-boot2docker-url：設置驅動地址（ 如果默認驅動下載很慢，可以更改國內的下載路徑 ）

下面創建4個引擎，1個集群管理者和3個工作者： ??

docker-machine create -d virtualbox manager1
docker-machine create -d virtualbox worker1
docker-machine create -d virtualbox worker2
docker-machine create -d virtualbox worker3

查看運行結果（docker-machine ls）：

初始化集群

• 連接 manager1

eval $(docker-machine env manager1)

查看運行結果：

• 創建 swarm

docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.100

參數說明：

--advertise-addr：設置管理節點的對外IP，供集群中的其他節點訪問；

命令說明：

該命令會創建一個新的 swarm，以當前節點作為 swarm 的管理節點。同時生成2個 token （manager/worker）供其他節點加入使用（ 查詢token命令 docker swarm join-token ）。

查看集群節點狀況（docker node ls）：

加入工作節點

連接 worker1
eval $(docker-machine env worker1)
加入 swarm
docker swarm join \
--token WORKER_TOKEN \
192.168.99.100:2377</pre> 
  
同上，將其余兩個以 worker 身份加入
 
  
查看集群節點狀況（ 僅可在管理節點下查看 ）：
 
  
 
  
移除節點
 
  
如果想要移除集群下的某個節點，可在該節點環境下，執行該命令：
 
  
$ eval $(docker-machine env worker3)

當前環境在 worker3 上
docker swarm leave</pre> 
  
查看集群節點狀況
 
  
 
  
重新加入集群
 
  

加入 swarm
docker swarm join \
--token WORKER_TOKEN \
192.168.99.100:2377</pre> 
  
查看集群節點狀況
 
  
 
  
移除無效節點
 
  
docker node rm INVALID_ID
 
  
查看集群節點狀況
 
  
 
  
使用場景
 
  
關于 swarm 集群的搭建已經完成了，接下來就是啟動服務。啟動服務的模式分為：replicated 和 global。
 
  
replicated（默認方式）：先在一個 node 節點上創建一個服務，通過復制的方式進行擴展，這中間涉及擴展的策略。
 
  
global：在每個 node 節點上都會創建一個服務，像 Registrator（自動注冊服務） 就很適合用這種方式執行。
 
  
以 gobal 方式創建 nginx 服務
 
  
docker service create --mode=global --name=web nginx
 
  
查看服務啟動情況（每個節點都起了一個 web 服務）：
 
  
 
  
以 replicated 方式創建 nginx 服務
 
  
 
   
創建一個 nginx 服務
 
  
 
  
docker service create --name=web nginx
 
  
查看服務啟動情況：
 
  
 
  
 
   
將服務依次擴展至5個
 
  
 
  
docker service scale nginx=2
 
  
查看服務啟動情況
 
  
 
  
docker service scale nginx=3
 
  
查看服務啟動情況
 
  
 
  
docker service scale nginx=4
 
  
查看服務啟動情況
 
  
 
  
docker service scale nginx=5
 
  
查看服務啟動情況
 
  
 
  
擴展分配策略
 
  
從服務的擴展可以看出，其中存在了一定的分配策略。這里采用的是默認的 Spread 策略。下面簡單描述下最常用的2種 Spread 與 BinPack。 
 
  
 
  
 
   
 
Spread：依據節點個數進行平均分配。
 
    
 
     
優勢：在容器使用資源相對一致的情況下，整體資源使用在每個節點上做了平均的分配；
 
     
不足：若每個容器所占資源相差很大，那么節點的資源使用率將存在明顯差異，導致資源使用的浪費；
 
    
 </li> 
   
 
BinPack：盡可能的使用一個節點的資源，在節點資源不足的情況下，更換使用節點。
 
    
 
     
優勢：節點資源能得到充分使用；
 
     
不足：單節點的負重較高，而且每個節點性能未必都一樣，可能會分重CPU或重磁盤讀寫等。
 
    </ul> </li> 
  </ul> 
  
真實場景還是得依據具體的業務來合理使用分配策略。特殊情況，還需要搭配使用 filters、affinity 來具體選擇節點。 
 
  
高可用
 
  
服務的啟動都是通過 manager 節點將啟動服務分發給 worker 節點，而且服務的管理也是由manager節點來控制的。
 
  
 
   
 
manager 節點的可用性：我們可以設置多個 manager 節點。當 primary manager 掛掉后，secondary managers 中會選舉一個作為 primary manager，以保證服務的高可用性。
 
 
   
 
服務高可用：服務如果啟動失敗，或中途異常中止，會進行自動重啟。保障了擴展服務的可用性。
 
 
  
 
  
總結
 
  
本文主要講述了如何使用 Docker Swarm 來做 docker 的集群管理。其中包括了集群部署、服務的啟動、擴展，以及常用的分配策略。
 
  
swarm 在 docker 1.12開始被集成進了docker中。相比之前版本，以 docker run swarm create 啟動的方式，現節點與節點之間是通過內置的 DNS 發現機制進行通信，使用更為便捷。
 
  
最后也提一下，使用 k8s 做容器集群管理的也在多數。這里不討論兩者的好壞，如果還沒用 k8s 的可以考慮使用 swarm，畢竟目前是docker 內置的服務。
 
  
 
 
  
來自：https://github.com/jasonGeng88/blog/blob/master/201704/docker_swarm.md