Docker Swarm概念与基本用法

Docker Swarm是 Docker 公司开发的容器集群管理服务。 从 1.12.0 版本开始，已经是Docker安装后自带的一部分（捆绑软件）了，又称为 Swarm Mode ，无需额外安装。

与Kubernetes相比，Docker Swarm是一个简单的软件，似乎不堪大用。 但是它与 docker-compose 兼容的优点，可以弥补一切。 对于没有集群使用经验的小白，用Docker Swarm起步，是一个很好的选择。

概念

Docker Swarm，主要包含以下概念：

• Swarm
• Node
• Stack
• Service
• Task
• Load balancing

Swarm本身就是“群”的意思，人群、蜂群。 这里就是指计算机集群（cluster）在用Docker连接后的状态。 docker swarm 命令可以创建、加入、离开一个集群。

Node就是计算机节点，也可以认为是一个Docker节点。 Node分为两类：Manager和Worker。 一个Swarm至少要有一个Manager，部分管理命令只有在Manager上才能使用。 两类Node都可以运行Service，但只有Manager上才能执行运行命令。 比如，在Manager才能使用 docker node 命令可以查看、配置、删除Node。

Stack是一组Service，和 docker-compose 类似。 默认情况下，一个Stack共用一个Network，相互可访问，与其它Stack网络隔绝。 这个概念只是为了编排的方便。 docker stack 命令可以方便地操作一个Stack，而不用一个一个地操作Service。

Service是一类容器。 对用户来说，Service就是与Swarm交互的最核心内容。 Service有两种运行模式，一是 replicated ，指定一个Service运行容器的数量； 二是 global ，在所有符合运行条件的Node上，都运行一个这类容器。 docker service 命令可以操作Swarm中的Service。

Task就是指运行一个容器的任务，是Swarm执行命令的最小单元。 要成功运行一个Service，需要执行一个或多个Task（取决于一个Service的容器数量），确保每一个容器都顺利启动。 通常用户操作的是Service，而非Task。

Load balancing即负载均衡，也包含反向代理。 Swarm使用的是Ingress形式的负载均衡，即访问每个节点的某个Published端口，都可自动代理到真正的服务。 大致原理如下图所示。

Replicated Mode

services:
  some-serivce:
    ...
    deploy:
      mode: replicated
      replicas: 3

默认情况下， mode 就是 replicated ，所以这行可以省略。 默认 replicas 数目为1，代表这个Service只启动1个容器。 这个模式，可以按需启动多个服务，Swarm会自动调节，有时一个Node会启动多个容器。

Global Mode

services:
  some-serivce:
    ...
    deploy:
      mode: global
      placement:
        ...

所有可部署的Node，都部署一个。 通过 placement ，可以限定满足条件的Node，而避免在不合适的Node进行部署。

操作

这里列出一些常用的具体操作。

创建第一个Node

docker swarm init --advertise-addr $IP

$IP 是当前Node的外部可访问IP，便于其它Node寻址。

这样，一个Swarm就被初始化完成了，它仅有一个Manager节点。

添加新的Node到Swarm

在Manager节点，执行以下命令可查看到如何加入一个Node：

$ docker swarm join-token manager
To add a manager to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token SWMTKN-1-2zspelk468gb6wgw5adea4wlbw4kfy3q1uhr86zpafl9m5a3ho-ezs4fylj526e801b3cl0pojr5 10.174.28.52:2377

$ docker swarm join-token worker
To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token SWMTKN-1-2zspelk468gb6wgw5adea4wlbw4kfy3q1uhr86zpafl9m5a3ho-164iqklrfv8o3t55g088hylyk 10.174.28.52:2377

在一个未加入任何Swarm的机器上，执行以上显示的命令 docker swarm join --token ... ， 即可成为这个Swarm的Manage或Worker节点。

设置节点Label

在Manager节点，可以对任意节点设置标签：

docker node update $node_name --label-add main=true

$node_name 就是要设置节点的ID或HOSTNAME。 Label是键值对形式， main=true 中的 main 就是键、 true 就是值。

设置了Label以后，在Compose文件中就可以用 placement 中的 constraints 来对可用节点作出限制。

services:
  some-serivce:
    ...
    deploy:
      placement:
        constraints:
          - node.labels.main == true
      ...

以上配置，让 some-service 仅在Label被设置为 main=true 的节点，才能使用。

启动、停止服务

docker stack deploy $stack_name -c docker-compose.yaml -c other.yaml ...

$stack_name 是Stack名称。 可以用 -c 指定多个docker-compose文件，也可在相同Stack下分批次 deploy 多个文件。 这些YAML文件的写法，和原先用 docker-compose 命令执行的没有本质区别，只是多加了以下独特配置，并且会忽略一些Swarm场景下不支持的配置。

推荐使用docker-compose文件来编排Stack，而非直接用 docker service create 来手工创建。 详细配置项，可参考《 Compose file version 3 reference | Docker Documentation 》。

需要停止Stack的所有服务时，可以执行以下命令。

docker stack rm $stack_name

更新已运行服务的镜像

docker service update --image $image:$tag $service_name

参考

• Swarm mode overview | Docker Documentation
• Swarm mode key concepts | Docker Documentation
• Using placement constraints with Docker Swarm · Ramblings of a Unix Geek
• Use swarm mode routing mesh | Docker Documentation
• Compose file version 3 reference | Docker Documentation