Docker编排工具之Swarm

前言

提到docker集群，相关的关键字有Swarm，Kubernetes（k8s)，Mesos等。三者都是目前常见的容器编排工具，选择哪一款使用于生产环境，由具体的需求决定。简单对比一下，swarm是docker原生的集群编排工具，上手简单，适用于一些小规模的集群；k8s功能是三者最全的，大规模的容器集群也没问题，学习成本最高；mesos相比之下，排在中间位置。本文主要介绍一下swarm的玩法，本文还将提到docker三剑客的docker-machine，我将利用其创建docker主机集群。

docker-machine创建主机

docker-machine是docker原生工具【三剑客】之一（另外：docker-compose和swarm），主要用于创建docker主机，这里的主机指的就是运行docker daemon的虚拟机。docker daemon即是运行docker的后台守护进程，运行着docker server，engine和job，server接收docker client ，并在engine中处理请求，然后创建出指定的job并运行。所以我们可以通过ssh的方式，发送请求给docker-machine，然后进行创建docker容器，运行任务等操作。

安装docker-machine

Linux系统

$ curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.12.2/docker-machine-`uname -s`-`uname -m` >/tmp/docker-machine &&
chmod +x /tmp/docker-machine &&
sudo cp /tmp/docker-machine /usr/local/bin/docker-machine

Macos系统

$ curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.12.2/docker-machine-`uname -s`-`uname -m` >/usr/local/bin/docker-machine && \
  chmod +x /usr/local/bin/docker-machine

Windows with Git BASH

$ if [[ ! -d "$HOME/bin" ]]; then mkdir -p "$HOME/bin"; fi && \
curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.12.2/docker-machine-Windows-x86_64.exe > "$HOME/bin/docker-machine.exe" && \
chmod +x "$HOME/bin/docker-machine.exe"

安装结束后，可以通过docker-machine version查看docker-machine的版本。

创建docker虚机

利用docker-machine create命令创建docker虚机，这里需要指定在哪种集成环境中部署docker虚机，比如virtualbox通过--driver指定：

docker-machine create --driver virtualbox vbox

docker-machine支持的driver可以参考官网。
创建成功后，可以通过docker-machine env vbox来查看虚机vbox的信息，还可以通过docker-machine ssh vbox进入vbox虚机。创建过程中如果出现类似【x509: certificate is valid for 192.168.99.100, not 192.168.99.101】错误，可通过docker-machine regenerate-certs解决。
同样的命令创建vbox2和vbox3。通过下面的命令查看创建的虚机：

liushy in ~  docker-machine ls
NAME    ACTIVE   DRIVER       STATE     URL                         SWARM   DOCKER        ERRORS
vbox    -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.100:2376           v17.06.2-ce
vbox2   -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.101:2376           v17.06.2-ce
vbox3   -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.102:2376           v17.06.2-ce

也可以打开virtualbox，看到创建的这几台虚机：

swarm集群管理

前面我们已经创建了几台docker虚拟机，目前来讲，这几台docker主机相互之间是没有关联的。不同虚机里创建的docker容器还不能算是同一个集群。这时候，我们需要在每台虚机里启动swarm，来建立不同docker虚机内部容器之间的关联。集群中的角色分为manager和worker，manager管理和创建service，service描述了task如何执行，worker执行task创建容器并执行任务，默认情况下manager也会执行task。

swarm初始化集群

将vbox作为集群的manager，进入vbox虚机里，初始化swarm集群：

docker@vbox:~$ docker swarm init --listen-addr 192.168.99.100:2377 --advertise-addr 192.168.99.100
Swarm initialized: current node (9pvoc8y1ouu1zl4dzd0fojtl2) is now a manager.
         
To add a worker to this swarm, run the following command:
         
    docker swarm join --token SWMTKN-1-2ns4voyrkx885wzh9l2bo69bbrg70sonkcpuxi0wz5ywvzqofb-8xd74j4wxn5it3euiko5m899z 192.168.99.100:2377
        
To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

--listen-addr指定监听地址，即manager节点的docker服务所在的IP:PORT，--advertise-addr指定广播的地址，即其他节点加入该swarm集群时需要访问的IP。执行命令后，我们可以看到反馈的信息，分别交代了其它节点如何以worker或者manager加入集群。没必要记住生成的token，可以通过docker swarm join-token worker或者docker swarm join-token manager查看token。

节点加入集群

可以不用ssh进入虚机，直接通过docker-machine命令将节点vbox2加入集群中作为worker：

liushy in ~  docker-machine ssh vbox2 docker swarm join --token SWMTKN-1-2ns4voyrkx885wzh9l2bo69bbrg70sonkcpuxi0wz5ywvzqofb-8xd74j4wxn5it3euiko5m899z 192.168.99.100:2377
This node joined a swarm as a worker.

同样的方式将vbox3加入集群作为worker。只有manager节点才有权限查看集群状态，在vbox上查看以及管理集群：

docker@vbox:~$ docker node ls
ID                            HOSTNAME            STATUS              AVAILABILITY        MANAGER STATUS
9pvoc8y1ouu1zl4dzd0fojtl2 *   vbox                Ready               Active              Leader
rgrof4dclul3kki4uo76k0kn6     vbox3               Ready               Active
zngbo89y89gczgd7dljq9r06l     vbox2               Ready               Active

离开集群命令docker swarm leave。

创建service

集群的service即是在节点内创建容器，并在容器内执行任务。登陆进manager节点vbox创建service：

docker@vbox:~$ docker service create --replicas 2 --name ping centos ping docker.com

--replicas指定service需要的任务数量，--name指定了service的名称，在这里使用了镜像centos，执行的任务是ping docker.com。在manager节点上查看service:

docker@vbox:~$ docker service ls
ID                  NAME                MODE                REPLICAS            IMAGE               PORTS
vjxa7mdk1tvm        ping                replicated          2/2                 centos:latest

目前执行任务的节点有两个，主要是两个worker。可以在任意一个节点上查看容器运行情况：

docker@vbox2:~$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
e3222a5593e2        centos:latest       "ping docker.com"   26 seconds ago      Up 26 secon   

任务的数量也是可以改变的，比如，将任务数增加到4个：

docker@vbox:~$ docker service scale ping=4
ping scaled to 4
docker@vbox:~$ docker service ls
ID                  NAME                MODE                REPLICAS            IMAGE               PORTS
vjxa7mdk1tvm        ping                replicated          4/4                 centos:latest   
docker@vbox:~$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED                  STATUS                  PORTS               NAMES
b4b5c3350b6b        centos:latest       "ping docker.com"   Less than a second ago   Up Less than a second                       ping.4.xrel6v9kp138zme0029d80c8d
468295b3bed0        centos:latest       "ping docker.com"   Less than a second ago   Up Less than a second                       ping.3.zgviw21i3oz39atekofethg34

扩容后，会发现在manager节点上增加了两个容器，并正在执行ping任务。加上一直在执行的其它两个节点上的任务，数量达到了4个。

总结

对于swarm集群的玩法，大概就是这些了，可以看出来，比较简单易上手。对于一些小规模的生产环境来说，使用swarm效率会很高，而且运维难度不大。当然，考虑可扩展性的话，可以选择更全面的k8s或者mesos。

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