docker swarm 集群服务编排部署指南（docker stack）

阳光穿透心脏的1/2处 2023-09-24 19:17 86阅读 0赞

# Docker Swarm 集群管理 #

## 概述 ##

Docker Swarm 是 Docker 的集群管理工具。它将 Docker 主机池转变为单个虚拟 Docker 主机，使得容器可以组成跨主机的子网网络。Docker Swarm 提供了标准的 Docker API，所有任何已经与 Docker 守护程序通信的工具都可以使用 Swarm 轻松地扩展到多个主机。

集群的管理和编排是使用嵌入到 docker 引擎的 SwarmKit，可以在 docker 初始化时启动 swarm 模式或者加入已存在的 swarm。

支持的工具包括但不限于以下各项：

*  Dokku
 *  Docker Compose
 *  Docker Machine
 *  Jenkins

**Docker Swarm 优点**

*  **任何规模都有高性能表现**

对于企业级的 Docker Engine 集群和容器调度而言，可拓展性是关键。任何规模的公司——不论是拥有五个还是上千个服务器——都能在其环境下有效使用 Swarm。

经过测试，Swarm 可拓展性的极限是在 1000 个节点上运行 50000 个部署容器，每个容器的启动时间为亚秒级，同时性能无减损。

*  **灵活的容器调度**

Swarm 帮助 IT 运维团队在有限条件下将性能表现和资源利用最优化。Swarm 的内置调度器（scheduler）支持多种过滤器，包括：节点标签，亲和性和多种容器部策略如 binpack、spread、random 等等。

*  **服务的持续可用性**

Docker Swarm 由 Swarm Manager 提供高可用性，通过创建多个 Swarm master 节点和制定主 master 节点宕机时的备选策略。如果一个 master 节点宕机，那么一个 slave 节点就会被升格为 master 节点，直到原来的 master 节点恢复正常。

此外，如果某个节点无法加入集群，Swarm 会继续尝试加入，并提供错误警报和日志。在节点出错时，Swarm 现在可以尝试把容器重新调度到正常的节点上去。

*  **和 Docker API 及整合支持的兼容性**

Swarm 对 Docker API 完全支持，这意味着它能为使用不同 Docker 工具（如 Docker CLI，Compose，Trusted Registry，Hub 和 UCP）的用户提供无缝衔接的使用体验。

*  **Docker Swarm 为 Docker 化应用的核心功能（诸如多主机网络和存储卷管理）提供原生支持**

开发的 Compose 文件能（通过 docker-compose up ）轻易地部署到测试服务器或 Swarm 集群上。Docker Swarm 还可以从 Docker Trusted Registry 或 Hub 里 pull 并 run 镜像。

*  **集群模式，当修改了服务的配置后无需手动重启服务。并且只有集群中的manager才能管理集群中的一切（包括服务、容器都归它管，在一个woker节点上无法操作容器）**

**节点**

swarm 集群由管理节点（manager）和工作节点（work node）构成。

*  **swarm mananger**：负责整个集群的管理工作包括集群配置、服务管理等所有跟集群有关的工作。一个 Swarm 集群可以有多个管理节点，但只有一个管理节点可以成为 leader，leader 通过 raft 协议实现。
    
    为了利用swarm模式的容错功能，Docker建议根据组织的高可用性要求实现奇数个节点。当您拥有多个管理器时，您可以从管理器节点的故障中恢复而无需停机。
    
     *  N个管理节点的集群容忍最多损失 (N-1)/2 个管理节点。
     *  Docker建议一个集群最多7个管理器节点。
 *  **work node**：即图中的 available node，主要负责运行相应的服务来执行任务（task）。工作节点是任务执行节点，管理节点将服务 (service) 下发至工作节点执行。管理节点默认也作为工作节点。也可以通过配置让服务只运行在管理节点。

**服务和任务**

任务 （Task）是 Swarm 中的最小的调度单位，目前来说就是一个单一的容器。

服务 （Services） 是指一组任务的集合，服务定义了任务的属性。服务有两种模式：

*  replicated services （复制服务）按照一定规则在各个工作节点上运行指定个数的任务。
 *  global services （全局服务）每个工作节点上运行一个此任务。

两种模式通过 docker service create 的 --mode 参数指定。下图展示了容器、任务、服务的关系。

![在这里插入图片描述][068a3972824b4b53a2800271979e0fdd.png_pic_center]

**路由网格**

service 通过 ingress load balancing 来发布服务，且 swarm 集群中所有 node 都参与到 ingress 路由网格（ingress routing mesh） 中，访问任意一个 node+PublishedPort 即可访问到服务。

当访问任何节点上的端口8080时，Docker将请求路由到活动容器。在群节点本身，端口8080可能并不实际绑定，但路由网格知道如何路由流量，并防止任何端口冲突的发生。

路由网格在发布的端口上监听分配给节点的任何IP地址。对于外部可路由的IP地址，该端口可从主机外部获得。对于所有其他IP地址，只能从主机内部访问。

## Swarm 集群的搭建 ##

**准备工作**

*  二个或二个以上可以通过网络进行通信的Linux主机或虚拟机，并安装了Docker（加入开机自启），或者使用docker-machine 创建三台虚拟机。swarm 不需要单独安装，安装了 docker 就自带了该软件
 *  已安装Docker Engine 1.12或更高版本
 *  关闭所有主机上的防火墙或者开放以下端口：
    
     *  TCP协议端口 2377 ：集群管理端口
     *  TCP协议端口 7946 ：节点之间通讯端口（不开放则会负载均衡失效）
     *  UDP协议端口 4789 ：overlay网络通讯端口
     *  防火墙相关命令：
        
            # 查看firewalld防火墙状态
            systemctl status firewalld
            
            # 查看所有打开的端口 
            firewall-cmd --zone=public --list-ports
            
            # 防火墙开放端口（更新firewalld防火墙规则后生效）
            firewall-cmd --zone=public --add-port=要开放的端口/tcp --permanent
            # 选项：
            –zone 				# 作用域
            –add-port=80/tcp 	# 添加端口，格式为：端口/通讯协议
            –permanent 			#永久生效，没有此参数重启后失效
            # 示例：
            firewall-cmd --zone=public --add-port=3306/tcp --permanent
            
            # firewalld防火墙关闭接口（更新firewalld防火墙规则后生效）
            firewall-cmd --zone=public --remove-port=要关闭的端口/tcp --permanent
            
            # 更新firewalld防火墙规则（并不中断用户连接，即不丢失状态信息）
            firewall-cmd --reload
            
            # 启动firewalld防火墙
            systemctl start firewalld
            # 关闭firewalld防火墙：
            systemctl stop firewalld
            # 开机禁用firewalld防火墙
            systemctl disable firewalld
            # 开机启用firewalld防火墙： 
            systemctl enable firewalld
 *  分别修改机器的主机名，更改成 swarm01，swarm02 …
    
        hostnamectl set-hostname swarm01

**创建docker swarm集群**

1.master主机上初始化swarm。执行 docker swarm init 命令的节点自动成为管理节点。

docker swarm init
    
    # 注：如果主机有多个网卡，拥有多个IP，必须使用 --advertise-addr 指定 IP。
    # 示例：
    docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.100

# 执行命令后会给出加入这个swarm的命令
    Swarm initialized: current node (4a8mo8cekpe0vpk0ze963avw9) is now a manager.
    
    To add a worker to this swarm, run the following command:
    
        docker swarm join --token SWMTKN-1-4lzr2216s61ecbyayyqynjwybmxy5y5th5ru8aal2a0d1t2vn3-ekdgf4swlz8fiq4nnzgnbhr5u 192.168.99.100:2377
    
    To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

2.在node主机上执行命令加入swarm

docker swarm join --token SWMTKN-1-4lzr2216s61ecbyayyqynjwybmxy5y5th5ru8aal2a0d1t2vn3-ekdgf4swlz8fiq4nnzgnbhr5u 192.168.99.100:2377

3.查看集群信息。**集群的大部分命令需要在管理节点中才能运行**

# 查看 swarm 集群状态
    docker info
    # 查看集群节点信息
    docker node ls

## Swarm 集群管理常用命令 ##

### docker swarm：管理集群 ###

# 初始化一个swarm
    docker swarm init [OPTIONS]
    # 选项：
    --advertise-addr string		# 发布的地址（格式：<ip|interface>[:port]）
    --force-new-cluster			# 强制从当前状态创建一个新的集群（去除本地之外的所有管理器身份）
    --cert-expiry duration		# 节点证书有效期(ns|us|ms|s|m|h)(默认为2160h0m0s)
    --data-path-addr string     # 用于数据路径通信的地址或接口(格式: <ip|interface>)
    --data-path-port uint32 	# 用于数据路径流量的端口号(1024 - 49151)。如果没有值，则默认端口号4789
    --dispatcher-heartbeat duration		# 调度程序的心跳周期(ns|us|ms|s|m|h)(默认为5s)
    --listen-addr node-addr		# 监听地址(格式: <ip|interface>[:port]) (默认 0.0.0.0:2377)
    
    # 查看加入节点到集群的命令及令牌(token)
    docker swarm join-token [OPTIONS] (worker|manager)
    # 选项：
    -q, --quiet    # 只显示令牌
    	--rotate   # 使旧令牌无效并生成新令牌
    # 查看加入工作节点到集群的命令及令牌
    docker swarm join-token worker
    # 查看加入管理节点到集群的命令及令牌
    docker swarm join-token manager
    
    # 将节点加入swarm集群，作为一个manager或worker
    docker swarm join [OPTIONS] HOST:PORT
    # 选项：
    --advertise-addr string   # 发布的地址 (格式: <ip|interface>[:port])
    --availability string     # 节点的可用性 ("active"|"pause"|"drain") (default "active")
    --data-path-addr string   # 用于数据路径通信的地址或接口 (格式: <ip|interface>)
    --listen-addr node-addr   # 监听地址 (格式: <ip|interface>[:port]) (default 0.0.0.0:2377)
    --token string            # 进入的swarm集群的令牌     
    
    # 主动退出集群，让节点处于down状态（在需要退出Swarm集群的节点主机上执行命令）
    docker swarm leave [OPTIONS]
    # 选项：
    -f, --force		# 强制。Manager若要退出 Swarm 集群，需要加上强制选项
    ## 移除一个work-node节点主机的完整步骤：
    # 1.在管理节点上操作，清空work-node节点的容器。id 可以使用命令 docker node ls 查看
    docker node update --availability drain [id]
    # 2.在work-node节点主机上操作，退出集群
    docker swarm leave
    # 3，在管理节点上操作，删除work-node节点
    docker node rm [id]
    # 若想解散整个集群，则需先移除所有work-node节点主机，然后所有管理节点也退出集群
    
    # 更新 swarm 集群的配置
    docker swarm update [OPTIONS]
    # 选项：
    --autolock							# 更改管理器自动锁定设置(true|false)
    --cert-expiry duration         		# 节点证书有效期(ns|us|ms|s|m|h)(默认为2160h0m0s)
    --dispatcher-heartbeat duration		# 调度程序心跳周期(ns|us|ms|s|m|h)(默认为5s)

### docker node：管理swarm集群节点 ###

# 查看集群中的节点
    docker node ls
    #选项：
    -f, --filter filter   	# 根据所提供的条件过滤输出。(格式：key=value)
    							# 目前支持的过滤器是：id, label, name, membership[=accepted|pending]
    											   # , role[manager|worker]
    -q, --quiet				# 只显示id
    
    # 查看运行的一个或多个及节点任务数，默认当前节点
    docker node ps [OPTIONS] [NODE...]
    #选项：
    -f, --filter filter   	# 根据所提供的条件过滤输出
    -q, --quiet				# 只显示id
    
    # 将worker角色升级为manager
    docker node promote NODE [NODE...]
    # 将manager角色降级为worker
    docker node demote NODE [NODE...]
    
    # 查看节点的详细信息，默认json格式
    docker node inspect 主机名
    # 查看节点信息平铺格式
    docker node inspect --pretty 主机名
    
    # 从swarm中删除一个节点
    docker node rm 主机名
    # 从swarm中强制删除一个节点
    docker node rm -f 主机名
    
    # 更新一个节点
    docker node update [options] 主机名
    # 选项
    --label-add list		# 添加节点标签(key=value)
    --label-rm list 		# 删除节点标签
    --role string           # 更改节点角色 ("worker"|"manager")
    --availability active/pause/drain	# 设置节点的状态
                    # active  正常
                    # pause   暂停。调度程序不向节点分配新任务，但是现有任务仍然保持运行
                    # drain   排除自身work任务。调度程序不向节点分配新任务，且会关闭任何现有任务并在可用节点上安排它们

### docker service：服务管理 ###

# 列出服务列表
    docker service ls
    
    # 列出服务任务信息
    docker service ps [OPTIONS] SERVICE [SERVICE...]
    # 选项：
    	--no-trunc			# 显示完整的信息
    -f, --filter filter   	# 根据所提供的条件过滤输出。过滤只运行的任务信息："desired-state=running"
    -q, --quiet				# 只显示任务id
    
    # 查看服务内输出
    docker service logs [OPTIONS] SERVICE|TASK
    # 选项：
    	--details        # 显示提供给日志的额外细节
    -f, --follow         # 跟踪日志输出
    	--since string   # 显示自时间戳 (2013-01-02T13:23:37Z) 或相对时间戳 (42m for 42 minutes) 以来的日志
    -n, --tail string    # 从日志末尾显示的行数(默认为“all”)
    -t, --timestamps     # 显示时间戳
    
    
    # 更新服务的相关配置
    docker service update [options] 服务名
    # 选项
    --args "指令"			# 容器加入指令
    --image IMAGE		 # 更新服务容器镜像
    --rollback				# 回滚服务容器版本
    --network-add 网络名	  # 添加容器网络
    --network-rm 网络名	  # 删除容器网络
    --reserve-cpu int			# 更新分配的cpu
    --reserve-memory bytes		# 更新分配的内存(示例：512m)
    --publish-add 暴露端口:容器端口		# 映射容器端口到主机
    --publish-rm 暴露端口:容器端口		# 移除暴露端口
    --endpoint-mode dnsrr		 # 修改负载均衡模式为dnsrr
    --force						 # 强制重启服务
    --config-rm 配置文件名称		 # 删除配置文件
    --constraint-add list		 # 新增一个约束 
    --constraint-rm list		 # 移除一个约束 
    --placement-pref-add pref	 # 新增一个偏好 
    --placement-pref-rm pref	 # 移除一个偏好
    --config-add 配置文件名，target=/../容器内配置文件名		# 添加新的配置文件到容器内
    
    
    # 查看服务详细信息，默认json格式
    docker service inspect [OPTIONS] 服务名 [SERVICE...]
    # 查看服务信息平铺形式
    docker service inspect --pretty 服务名
    
    # 删除服务
    docker service rm [OPTIONS] 服务名 [SERVICE...]
    
    # 缩容扩容服务容器副本数量
    docker service scale 服务名=副本数 [SERVICE=REPLICAS...]
    
    # 创建一个服务。一般搭建好 Swarm 集群后，使用 docker stack 部署应用，此处仅作了解
    docker service create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
    # 选项：
    --name string			# 指定容器名称
    --replicas int			# 指定副本数
    --network 网络名		  # 添加网络组
    --mode string			# 服务模式（复制或全局）(replicated | global)
    --reserve-cpu int		# 预留的cpu
    --reserve-memory bytes	# 预留的内存(512m)
    --limit-cpu	int			# 限制CPU
    --limit-memory bytes	# 限制内存(512m)
    -l,	--label list			# 服务的标签(key=value)
    --container-label list		# 容器标签(key=value)
    -p, --publish 暴露端口:容器端口	  # 映射容器端口到主机
    -e,	--env MYVAR=myvalue			# 配置环境变量
    -w,	--workdir string			# 指定工作目录(示例：/tmp)
    -restart-condition string		# 满足条件时重新启动（no | always | on-failure | unless-stopped）
    --restart-delay duration		# 重新启动尝试之间的延迟 (ns/us/ms/s/m/h)
    --restart-max-attempts int		# 放弃前的最大重启次数
    --restart-window duration			# 用于评估重启策略的窗口 (ns/us/ms/s/m/h)
    --stop-grace-period duration		# 强制杀死容器前的等待时间 (ns/us/ms/s/m/h)
    --update-delay duration				# 更新之间的延迟（ns/us/ms/s/m/h）（默认 0s）
    --update-failure-action	string		# 更新失败的操作（"pause"停止|"continue"继续）（默认pause）
    --update-max-failure-ratio float	# 更新期间容忍的失败率
    --update-monitor duration			# 每次任务更新后监控失败的持续时间（ns/us/ms/s/m/h）（默认 0s）
    --update-parallelism int			# 同时更新的最大任务数(0表示一次更新全部任务)(默认为1)  
    --endpoint-mode string				# 负载均衡模式(vip or dnsrr) (默认 "vip")
    --rollback-monitor 20s		  	    # 每次容器与容器之间的回滚时间间隔
    --rollback-max-failure-ratio .数值	# 回滚故障率如果小于百分比允许运行（“.2”为%20）
    --mount type=volume,src=volume名称,dst=容器目录	 # 创建volume类型数据卷
    --mount type=bind,src=宿主目录,dst=容器目录			# 创建bind读写目录挂载
    --mount type=bind,src=宿主目录,dst=容器目录,readonly	 # 创建bind只读目录挂载
    --config source=docker配置文件,target=配置文件路径		# 创建docker配置文件到容器本地目录

### docker config：管理配置文件 ###

# 查看已创建配置文件
    docker config ls [OPTIONS]
    # 选项：
    -f, --filter filter   	# 根据所提供的条件过滤输出
    -q, --quiet				# 只显示id
    
    # 查看配置详细信息
    docker config inspect 配置文件名
    
    # 删除配置
    docker config rm CONFIG [CONFIG...]
    
    # 创建配置文件
    docker config create 配置文件名 本地配置文件
    # 示例：新建配置文件并添加新配置文件到服务
    # 1.创建配置文件
    docker config create nginx2_config nginx2.conf 
    # 2.删除旧配置文件
    docker service update --config-rm ce_nginx_config 服务名
    # 3.添加新配置文件到服务
    ocker service update --config-add src=nginx2_config,target=/etc/nginx/nginx.conf ce_nginx

### docker network：管理网络 ###

# 查看集群网络列表
    docker network ls
    
    # 将容器连接到集群网络中
    $ docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
    # 选项
        --alias strings				# 为容器添加网络范围的别名
        --driver-opt string		·	# 指定网络驱动程序
        --ip string					# 指定IPv4地址(如172.30.100.104)
        --ip6 string				# 指定IPv6地址(例如，2001:db8::33)
        --link list					# 添加到另一个容器的链接
        --link-local-ip string		# 为容器添加一个链接本地地址
    # 示例
    docker network connect mynet nginx
    
    # 断开一个容器与集群网络的连接
    $ docker network disconnect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
    # 选项
    	-f, --force		# 强制容器从网络断开连接  
    
    # 显示一个或多个集群网络的详细信息
    $ docker network inspect [OPTIONS] NETWORK [NETWORK...]
    # 选项
      -f, --format string   # 使用给定的Go模板格式化输出
      -v, --verbose         # 输出详细的诊断信息
    
    # 创建一个集群网络
    $ docker network create [OPTIONS] NETWORK
    # 选项
          --attachable           # 准许手动容器连接
          --aux-address map      # 网络驱动使用的辅助IPv4或IPv6地址(默认映射[])
          --config-from string   # 要从其中复制配置的网络
          --config-only          # 创建仅配置网络
      -d, --driver string        # 管理网络的驱动程序(默认为“"bridge”)。选项：bridge、overlay、macvlan
          --gateway strings      # 指定IPv4或IPv6主子网网关。示例：172.20.0.1
          --ingress              # 创建群路由-网格网络
          --internal             # 限制外部访问网络
          --ip-range strings     # 从子范围分配容器ip
          --ipam-driver string   # IP管理驱动(默认为“default”)
          --ipam-opt map         # 设置IPAM驱动程序的特定选项(默认map[])
          --ipv6                 # 启用IPv6网络
          --label list           # 在网络中设置元数据
      -o, --opt map              # 设置驱动程序特定选项(默认map[])
          --scope string         # 控制网络的范围
          --subnet strings       # 指定一个CIDR格式的网段。示例：172.20.0.0/24
    # 示例：
    docker network create -d overlay --attachable apps_net
    
    # 移除所有未使用的集群网络
    $ docker network prune [OPTIONS]
    # 选项
          --filter filter   # 提供过滤值(e.g. 'until=<timestamp>') 
      -f, --force           # 强制，没有提示确认
    
    # 删除一个或多个集群网络
    $ docker network rm NETWORK [NETWORK...]
    # 别名：rm, remove

### docker secret：管理敏感数据存储 ###

# 查看敏感数据卷列表
    $ docker secret ls
    
    # 显示一个或多个敏感数据卷的详细信息
    $ docker secret inspect [OPTIONS] SECRET [SECRET...]
    # 选项
    	--pretty		# 易读的格式打印信息
    
    # 从文件或标准输入创建一个敏感数据卷作为内容
    $ docker secret create [OPTIONS] SECRET [file|-]
    # 选项
      -d, --driver string            # 指定驱动
      -l, --label list               # 指定标签
          --template-driver string   # 指定模板驱动程序
    
    # 移除一个或多个敏感数据卷
    $ docker secret rm SECRET [SECRET...]
    # 别名：rm, remove

## docker网络管理 ##

参考：

*  [docker的3种自定义网络（bridge、overlay、macvlan）][docker_3_bridge_overlay_macvlan]
 *  [Docker Swarm - 网络管理][Docker Swarm -]
 *  [Docker的网络模式bridge、host、container 、overlay][Docker_bridge_host_container _overlay]

### 概述 ###

Docker 提供三种 user-defined 网络驱动：bridge，overlay 和 macvlan

overlay 和 macvlan 用于创建跨主机的网络

Swarm 集群产生两种不同类型的流量：

*  **控制和管理层面**：包括 Swarm 消息管理等，例如请求加入或离开Swarm，这种类型的流量总是被加密的。(涉及到集群内部的hostname、ip-address、subnet、gateway等)
 *  **应用数据层面**：包括容器与客户端的通信等。（涉及到防火墙、端口映射、网口映射、VIP等）

在 Swarm Service 中有三个重要的网络概念：

*  **Overlay networks** ：管理 Swarm 中 Docker 守护进程间的通信。可以将服务附加到一个或多个已存在的 `overlay` 网络上，使得服务与服务之间能够通信。
 *  **ingress network** ：是一个特殊的 `overlay` 网络，用于服务节点间的负载均衡，处理与群集服务相关的控制和数据流量。当任何 Swarm 节点在发布的端口上接收到请求时，它将该请求交给一个名为 `IPVS` 的模块。`IPVS` 跟踪参与该服务的所有IP地址，选择其中的一个，并通过 `ingress` 网络将请求路由到它。  
    初始化或加入 Swarm 集群时会自动创建 `ingress` 网络，大多数情况下，用户不需要自定义配置，但是 docker 17.05 和更高版本允许你自定义。
 *  **docker\_gwbridge** ：是一种桥接网络，将 `overlay` 网络（包括 `ingress` 网络）连接到一个单独的 Docker 守护进程的物理网络。默认情况下，服务正在运行的每个容器都连接到本地 Docker 守护进程主机的 `docker_gwbridge` 网络。  
    `docker_gwbridge` 网络在初始化或加入 Swarm 时自动创建。大多数情况下，用户不需要自定义配置，但是 Docker 允许自定义。

![在这里插入图片描述][6e9289979c6248d0b0d56105df9c7f4e.png_pic_center]

在管理节点上查看网络

$ docker network ls
    NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
    cb0ccb89a988        bridge              bridge              local
    0174fb113496        docker_gwbridge     bridge              local
    541b62778c0e        host                host                local
    8n7xppn5z4j2        ingress             overlay             swarm
    369d459f340d        none                null                local

overlay网络驱动程序会创建多个Docker守护主机之间的分布式网络。该网络位于（覆盖）特定于主机的网络之上，允许连接到它的容器（包括群集服务容器）安全地进行通信。Docker透明地处理每个数据包与正确的Docker守护程序主机和正确的目标容器的路由。

### 自定义overlay 网络 ###

创建用于swarm服务的自定义的overlay网络 命令：

docker network create -d overlay --attachable my-overlay
    
    # 注：overlay 网络创建可以在 Swarm 集群下的任意节点执行，并同步更新到所有节点。

集群中部署了两个服务 nginx、alpine，现在我们进入alpine，去访问nginx。

$ docker exec -it test1.1.oonwl8c5g4u3p17x8anifeubi bash
    $ ping nginx
    ping: bad address 'nginx'
    
    $ wget 192.168.99.100:8080
    Connecting to 192.168.99.100:8080 (192.168.99.100:8080)
    index.html           100% |**********************************************************************************************************|   612   0:00:00 ETA

发现集群中的各个服务不能用名称访问的，只能用集群服务发现的路由网络访问，若需要集群中的服务能通过名称进行访问，这就需要用到上面自定义的 overlay 网络。

删除启动的服务，重新创建指定使用自定义网络的服务。

docker service rm nginx alpine
    docker service create --name nginx -p 8080:80 --network my-overlay --replicas 3 nginx
    docker service create --name alpine --network my-overlay alpine ping www.baidu.com

进入alpine容器中，重新测试下：

$ ping nginx
    PING nginx (10.0.0.2): 56 data bytes
    64 bytes from 10.0.0.2: seq=0 ttl=64 time=0.120 ms
    64 bytes from 10.0.0.2: seq=1 ttl=64 time=0.094 ms
    64 bytes from 10.0.0.2: seq=2 ttl=64 time=0.108 ms
    $ wget nginx
    Connecting to nginx (10.0.0.2:80)
    index.html           100% |**********************************************************************************************************|   612   0:00:00 ETA

发现可以通过名称进行集群中的容器间的访问了。

# Docker Stack 部署应用 #

## 概述 ##

单机模式下，可以使用 Docker Compose 来编排多个服务。Docker Swarm 只能实现对单个服务的简单部署。而Docker Stack 只需对已有的 docker-compose.yml 配置文件稍加改造就可以完成 Docker 集群环境下的多服务编排。

stack是一组**共享依赖**，可以**被编排**并具备**扩展能力**的关联service。

**Docker Stack和Docker Compose区别**

*  Docker stack 会忽略了“构建”指令，无法使用 stack 命令构建新镜像，它是需要镜像是预先已经构建好的。 所以 docker-compose 更适合于开发场景；
 *  Docker Compose 是一个 Python 项目，在内部，它使用 Docker API 规范来操作容器。所以需要安装 Docker -compose，以便与 Docker 一起在计算机上使用；Docker Stack 功能包含在 Docker 引擎中。你不需要安装额外的包来使用它，docker stacks 只是 swarm mode 的一部分。
 *  Docker stack 不支持基于第2版写的 docker-compose.yml ，也就是 version 版本至少为3。然而 Docker Compose 对版本为2和 3 的文件仍然可以处理；
 *  docker stack 把 docker compose 的所有工作都做完了，因此 docker stack 将占主导地位。同时，对于大多数用户来说，切换到使用
 *  单机模式（Docker Compose）是一台主机上运行多个容器，每个容器单独提供服务；集群模式（swarm + stack）是多台机器组成一个集群，多个容器一起提供同一个服务；

## compose.yml deploy 配置说明 ##

docker-compose.yaml 文件中 deploy 参数下的各种配置主要对应了 swarm 中的运维需求。

docker stack deploy 不支持的参数：

（这些参数，就算yaml中包含，在stack的时候也会被忽略，当然也可以为了 `docker-compose up` 留着这些配置）

build
    cgroup_parent
    container_name
    devices
    tmpfs
    external_links
    links
    network_mode
    restart
    security_opt
    userns_mode

**deploy**：指定与服务的部署和运行有关的配置。**注**：**只在 swarm 模式和 stack 部署下才会有用**。且仅支持 V3.4 及更高版本。

可以选参数：

*  **endpoint\_mode**：访问集群服务的方式。**3.2版本**开始引入的配置。用于指定服务发现，以方便外部的客户端连接到swarm
    
     *  **vip**：默认的方案。即通过 Docker 集群服务一个对外的虚拟 ip对外暴露服务，所有的请求都会通过这个虚拟 ip 到达集群服务内部的机器，客户端无法察觉有多少个节点提供服务，也不知道实际提供服务的IP和端口。
     *  **dnsrr**：DNS的轮询调度。所有的请求会自动轮询获取到集群 ip 列表中的一个 ip 地址。客户端访问的时候，Docker集群会通过DNS列表返回对应的服务一系列IP地址，客户连接其中的一个。这种方式通常用于使用自己的负载均衡器，或者window和linux的混合应用。
 *  **labels**：在服务上设置标签，并非附加在service中的容器上。如果在容器上设置标签，则在`deploy`之外定义labels。可以用容器上的 labels（跟 deploy 同级的配置） 覆盖 deploy 下的 labels。
 *  **mode**：用于指定是以副本模式（默认）启动还是全局模式
    
     *  **replicated**：副本模式，复制指定服务到集群的机器上。默认。
     *  **global**：全局模式，服务将部署至集群的每个节点。类似于k8s中的DaemonSet，会在每个节点上启动且只启动一个服务。
 *  **replicas**：用于指定副本数，只有mode为副本模式的时候生效。
 *  **placement**：主要用于指定`约束`和`偏好`。这个参数在运维的时候尤为关键
    
     *  **constraints(约束)**：表示服务可以部署在符合约束条件的节点上，包含了：
        
        <table> 
         <thead> 
          <tr> 
           <th>node attribute</th> 
           <th>matches</th> 
           <th>example</th> 
          </tr> 
         </thead> 
         <tbody> 
          <tr> 
           <td>node.id</td> 
           <td>节点id</td> 
           <td>node.id == 2ivku8v2gvtg4</td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td>node.hostname</td> 
           <td>节点主机名</td> 
           <td>node.hostname != node-2</td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td>node.role</td> 
           <td>节点角色 (manager/worker)</td> 
           <td>node.role == manager</td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td>node.platform.os</td> 
           <td>节点操作系统</td> 
           <td>node.platform.os == windows</td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td>node.platform.arch</td> 
           <td>节点架构</td> 
           <td>node.platform.arch == x86_64</td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td>node.labels</td> 
           <td>用户定义的labels</td> 
           <td>node.labels.security == high</td> 
          </tr> 
          <tr> 
           <td>engine.labels</td> 
           <td>Docker 引擎的 labels</td> 
           <td>engine.labels.operatingsystem == ubuntu-14.04</td> 
          </tr> 
         </tbody> 
        </table>
     *  **preferences(偏好)**：表示服务可以均匀分布在指定的标签下。
     *  preferences 只有一个参数，就是spread，其参数值为节点的属性，即约束表中的内容
        
        例如：`node.labels.zone`这个标签在集群中有三个值，分别为west、east、north，那么服务中的副本将会等分为三份，分布到带有三个标签的节点上。
     *  **max\_replicas\_per\_node**：3.8版本中开始引入的配置。控制每个节点上最多的副本数。
        
        注意：当 最大副本数\*集群中可部署服务的节点数<副本数，会报错
 *  **resources**：用于限制服务的资源，这个参数在运维的时候尤为关键。
    
    示例：配置 redis 集群运行需要的 cpu 的百分比 和 内存的占用。避免占用资源过高出现异常。
    
     *  **limit**：用于限制最大的资源使用数量
        
         *  cpus：cpu占比，值的格式为百分比的小数格式
         *  memory：内存的大小。示例：512M
     *  **reservation**：为最低的资源占用量。
        
         *  cpus
         *  memory
 *  **restart\_policy**：容器的重启策略
    
     *  **condition**：重启的条件。可选 none，on-failure 或者 any。默认值：any
     *  **delay**：尝试重启的时间间隔（默认值：5s）。
     *  **max\_attempts**：最大尝试重启容器的次数，超出次数，则不再尝试（默认值：一直重试）。
     *  **window**：判断重启是否成功之前的等待时间（一个总的时间，如果超过这个时间还没有成功，则不再重启）。
 *  **rollback\_config**：更新失败时的回滚服务的策略。3.7版本加入。和升级策略相关参数基本一致。
 *  **update\_config**：配置应如何更新服务，对于配置滚动更新很有用。
    
     *  **parallelism**：同时升级\[回滚\]的容器数
     *  **delay**：升级\[回滚\]一组容器的时间间隔
     *  **failure\_action**：若更新\[回滚\]失败之后的策略：continue、 pause、rollback(仅在update\_config中有) 。默认 pause
     *  **monitor**：容器升级\[回滚\]之后，检测失败的时间检测 (支持的单位：ns|us|ms|s|m|h)。默认为 5s
     *  **max\_failure\_ratio**：最大失败率
     *  **order**：升级\[回滚\]期间的操作顺序。可选：stop-first（串行回滚，先停止旧的）、start-first（并行回滚，先启动新的）。默认 stop-first 。注意：只支持**v3.4**及更高版本

## compose.yml 文件示例 ##

version: "3"		# 版本号，deploy功能是3版本及以上才有的
    services:			# 服务，每个服务对应配置相同的一个或者多个docker容器
      redis:			# 服务名，自取
        image: redis:alpine		# 创建该服务所基于的镜像。使用stack部署，只能基于镜像
        ports: 			# 容器内外的端口映射情况
          - "1883:1883"
          - "9001:9001"
        networks:		# 替代了命令行模式的--link选项
          - fiware
        volumes: 		# 容器内外数据传输的对应地址
          - "/srv/mqtt/config:/mqtt/config:ro"
          - "/srv/mqtt/log:/mqtt/log"
          - "/srv/mqtt/data/:/mqtt/data/"
        command: -dbhost stack_mongo # 命令行模式中跟在最后的参数，此条没有固定的格式，建议参照所部署的docker镜像的说明文档来确定是否需要该项、需要写什么
        deploy:
          mode: replicated
          replicas: 6			# replicas模式， 副本数目为1
          endpoint_mode: vip
          labels: 
            description: "This redis service label"
          resources:
            limits:
              cpus: '0.50'
              memory: 50M
            reservations:
              cpus: '0.25'
              memory: 20M
          restart_policy:
            condition: on-failure
            delay: 5s
            max_attempts: 3
            window: 120s
          placement:
            constraints:
              - "node.role==worker"		# 部署位置，只在工作节点部署
              - "engine.labels.operatingsystem==ubuntu 18.04"
            preferences:
              - spread: node.labels.zone
          update_config:
            parallelism: 2
            delay: 10s
            order: stop-first
    
    networks:		 # 定义部署该项目所需要的网络
      fiware:

## stack 常用命令 ##

**docker stack：编排部署应用**

# 部署一个新的stack(堆栈)或更新现有的stack。别名：deploy, up
    docker stack deploy [OPTIONS] 自定义STACK名称
    # 选项：
    -c, --compose-file strings		# Compose文件的路径，或从标准输入中读取的“-”
    --prune						# 表示削减不再引用的服务。可以把一些down掉的service进行自动清理。
    --orchestrator string		# 指定编排模式 (swarm|kubernetes|all)
    --resolve-image	string		# 请求仓库来重新解析镜像的摘要和支持的平台。("always"|"changed"|"never") (默认 "always")
    --with-registry-auth		# 发送仓库的授权详情到Swarm代理
    --orchestrator				# 使用的容器编排服务
    
    # 通过compose.yml文件指令部署
    docker stack deploy -c 文件名.yml 自定义STACK名称
    
    # 列出现有堆栈。别名：ls, list
    docker stack ls [OPTIONS]
    
    # 列出堆栈中的任务
    docker stack ps [OPTIONS] STACK
    # 选项：
    --no-trunc		# 输出完整信息
    
    # 删除一个或多个堆栈。别名：rm, remove, down
    docker stack rm [OPTIONS] STACK [STACK...]
    # 选项
    	--orchestrator string   # 指定适配器 (swarm|kubernetes|all)
    
    # 列出堆栈中的服务
    docker stack services [OPTIONS] STACK

[068a3972824b4b53a2800271979e0fdd.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/068a3972824b4b53a2800271979e0fdd.png#pic_center
[docker_3_bridge_overlay_macvlan]: https://blog.csdn.net/yrx420909/article/details/105417170
[Docker Swarm -]: https://www.jianshu.com/p/60bccbdb6af9
[Docker_bridge_host_container _overlay]: http://blog.cxiangnet.cn/2018/10/22/docker%E7%9A%84%E7%BD%91%E7%BB%9C%E6%A8%A1%E5%BC%8Fbridge%E3%80%81host%E3%80%81container-%E3%80%81overlay/
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