docker-swarm集群模式

以你之姓@ 2023-07-02 09:25 53阅读 0赞

阅读本文前，请确保您至少有三台电物理机或者三台虚拟机，并且每个机器都部署了最新的Docker Engine。如若没有，请参考[给物理机或者虚拟机部署Docker Engine][Docker Engine]。

**节点的特性**

每个容器化的机器（即安装了Docker Engine）可以变为一个swarm节点。

swarm节点分为两种，管理节点（manager node）和工作节点（worker node）。

管理节点的主要功能是：

*  维护集群状态
 *  安排部署服务
 *  提供集群API服务

工作节点的主要功能是：

*  运行容器

一个swarm可以是管理节点，也可以是工作节点，也可以两者都是。默认情况下，一个管理节点既有管理节点的职能，也有工作节点的职能，也就是两者都是。可以通过docker node update --availability drain NODE把节点置为Drain状态，这样管理节点就不会部署容器了。

![在这里插入图片描述][format_png]  
一个swarm集群最少有一个管理节点，可以没有工作节点。（[swarm单节点模式][swarm]）

一个swarm集群最好有大于1个的奇数个管理节点。为什么要大于一个呢？主要是为了容错，当其中一个管理节点挂掉之后，其他的管理节点能够正常运行提供服务（管理节点的职能，创建任务，维护状态等）。管理节点间通过[Raft][]算法保证状态的一致性，工作节点的状态不参与Raft算法的计算过程。

三个管理节点可以容许一个管理节点挂掉，五个管理节点可以容许两个管理节点挂掉，n个管理节点可以容许(N-1)/2个管理节点挂掉。添加更多的管理节点不一定增加集群的可伸缩性和性能，但是减少管理节点却会降低可伸缩性和性能。

首先选择三个容器化机器的任何一个，把它变为管理节点：

//变为一个管理节点
    docker swarm init

获取以管理节点加入的token，因为需要三个管理节点，所以获取的是加入管理节点的token。

//获取以管理节点加入的token
    docker swarm join-token manager
    //也可以获取以工作节点加入的token，这里都是管理节点，暂时不用
    docker swarm join-token worker

把其他两个机器以管理节点身份加入进来。

//加入swarm集群
    docker swarm join --token ****** --listen-addr **

至此，三个容器化机器都以管理节点身份加入到集群中，后续可以部署服务了。

**swarm集群通过管理节点部署服务**，只要配置好yml文件即可，语法可以参考[docker-compose文件语法][docker-compose]。定义服务时，可以指令下面的参数：

*  服务的端口
 *  服务的网络
 *  cpu和内存的限制和预留
 *  回滚策略
 *  同一服务的个数

**服务、任务和容器的关系**  
![在这里插入图片描述][format_png 1]  
一个服务可以有多个，分别由不同的任务去创建容器，每个容器运行相同服务的一个副本。

**任务及其调度**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
首先客户端（一般指命令行）下发一个创建服务的指令给管理节点（通过Api），管理节点创建一个任务，并把这个任务分发给工作节点。工作节点确认任务后，执行任务并创建容器，之后工作节点不断给管理节点上报数据，告知管理节点服务的状态。

如果集群没有可用的节点部署服务，服务会一直处于pending状态直到有节点可用。可以给服务指定预留的内存，当预留的内存足够时，才执行部署任务。如果给服务预留太大的内存，那么服务会一直处于pending状态。某些情况下，不想yml文件的服务被部署，可以把服务的数量指定为0。

对于系统管理员来说，只需要指定服务最终的状态（比如数量，cpu和内存限制等）即可，无需直接操作任务本身。管理节点和工作节点配合会让服务达到最终给定的状态。

**复制和全局服务**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
复制服务的个数由replicated参数决定，而全局服务是每个节点都会运行的服务，一般是日志或者杀毒服务。

假设现在已经在一台window10上安装了Docker Engine，并且使用docker-machine配合hyperv创建了三台虚拟机xxl、zzz、lll，并且都已管理节点加入集群中。

**为了避免网速缓慢，选择一个管理节点安装Registry，把测试镜像放到里面**  
网速快可以直接上传到Docker Hub

//运行注册服务
    docker service create --name registry --publish published=5000,target=5000 registry:2

**编写测试服务**  
创建文件夹demo，并在其中加入文件：

*  app.py

from flask import Flask
    from redis import Redis
    
    app = Flask(__name__)
    redis = Redis(host='redis', port=6379)
    
    @app.route('/')
    def hello():
        count = redis.incr('hits')
        return 'Hello World! I have been seen {} times.\n'.format(count)
    
    if __name__ == "__main__":
        app.run(host="0.0.0.0", port=8000, debug=True)

*  requirements.txt

flask
    redis

*  Dockerfile

FROM python:alpine
    ADD . /code
    WORKDIR /code
    RUN pip install -r requirements.txt
    CMD ["python", "app.py"]

*  docker-compose.yml

version: '3'
    
    services:
      web:
        image: 127.0.0.1:5000/demo	//试过用localhost和路由器ip地址都报错，只有127.0.0.1可以上传成功
        build: .
        ports:
          - "8000:8000"
      redis:
        image: redis:alpine

使用docker-compose构建服务并上传到本地的registry服务

//构建
    docker-compose build --no-cache
    //上传
    docker-compose push
    //查看上传的仓库
    curl http://127.0.0.1:5000/v2/_catalog

**部署集群的服务**  
集群的配置文件swarm.yml内容如下：

version: "3"
    services:
      portainer:		//查看集群服务
        image: portainer/portainer
        ports:
          - "9000:9000"
        volumes:
          - "/var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock"
        deploy:
          replicas: 1
          placement:
            constraints: [node.role == manager]
      web:
        image: 127.0.0.1:5000/demo
        ports:
          - "8000:8000"
        deploy:
          replicas: 3
      redis:
        image: redis:alpine
        deploy:
          replicas: 3

把swarm.yml文件复制到管理节点并部署：

//运行服务栈
    docker stack deploy -c swarm.yml xxl

**其他常用命令**

//查看服务状态
    docker service ps --no-trunc {serviceName}

[Docker Engine]: https://blog.csdn.net/ssehs/article/details/104092619
[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9kb2NzLmRvY2tlci5jb20vZW5naW5lL3N3YXJtL2ltYWdlcy9zd2FybS1kaWFncmFtLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[swarm]: https://blog.csdn.net/ssehs/article/details/104092139
[Raft]: https://raft.github.io/raft.pdf
[docker-compose]: https://docs.docker.com/compose/compose-file/
[format_png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9kb2NzLmRvY2tlci5jb20vZW5naW5lL3N3YXJtL2ltYWdlcy9zZXJ2aWNlcy1kaWFncmFtLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020012920370561.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz,size_16,color_FFFFFF,t_70
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