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Docker Swarm集群管理简介

1)Node

4.总结

Swarm的架构以及命令并没有很复杂,同时也为希望管理Docker集群的Docker爱好者降低了学习和使用门槛。

俗话说得好,没有一种一劳永逸的工具,有效的管理Docker集群同样也是如此。缺乏场景来谈论Swarm的价值,意义并不会很大。相反,探索和挖掘Swarm的特点与功能,并为Docker集群的管理提供一种可选的方案,是Docker爱好者更应该参与的事。

2)分别在manager节点和node节点上安装docker,并下载swarm镜像

3.1 swarm create

Swarm中swarm create命令用于创建一个集群标志,用于Swarm管理Docker集群时,Docker Node的节点发现功能。

发起该命令之后,Swarm会前往Docker Hub上内建的发现服务中获取一个全球唯一的token,用以唯一的标识Swarm管理的Docker集群。

注:Swarm的运行需要使用服务发现,目前该服务内建与Docker Hub,该服务发现机制目前还在alpha版本,站点为:http://discovery-stage.hub/docker.com

之前介绍了Docker集群管理工具-Kubernetes部署记录,下面介绍另一个管理工具Swarm的用法,Swarm是Docker原生的集群管理软件,与Kubernetes比起来比较简单。

3.4 swarm list

Swarm中的swarm list命令用以列举Docker集群中的Docker Node。

Docker Node的信息均来源于Swarm节点上注册的Docker Node。而一个Docker Node在Swarm节点上注册,仅仅是注册了Docker Node的IP地址以及Docker监听的端口号。

使用swarm list命令时,需要指定discovery的类型,类型包括:token、etcd、file、zk以及<ip>。而swarm list并未罗列Docker集群的动态信息,比如Docker Node真实的运行状态,或者Docker Node在Docker集群中扮演的角色信息。

Swarm架构

3.2 swarm manage

Swarm中swarm manage是最为重要的管理命令。一旦swarm manage命令在Swarm节点上被触发,则说明用户需要swarm开始管理Docker集群。从运行流程的角度来讲,swarm经历的阶段主要有两点:启动swarm、接收并处理Docker集群管理请求。

Swarm启动的过程包含三个步骤:

  • 发现Docker集群中的各个节点,收集节点状态、角色信息,并监视节点状态的变化;
  • 初始化内部调度(scheduler)模块;
  • 创建并启动API监听服务模块;

第一个步骤,Swarm发现Docker集群中的节点。发现(discovery)是Swarm中用于维护Docker集群状态的机制。既然涉及到发现(discovery),那在这之前必须先有注册(register)。Swarm中有专门负责发现(discovery)的模块,而关于注册(register)部分,不同的discovery模式下,注册(register)也会有不同的形式。

目前,Swarm中提供了5种不同的发现(discovery)机制:Node Discovery、File Discovery、Consul Discovery、EtcD Discovery和Zookeeper Discovery。

第二个步骤,Swarm内部的调度(scheduler)模块被初始化。swarm通过发现机制发现所有注册的Docker Node,并收集到所有Docker Node的状态以及具体信息。此后,一旦Swarm接收到具体的Docker管理请求,Swarm需要对请求进行处理,并通过所有Docker Node的状态以及具体信息,来筛选(filter)决策到底哪些Docker Node满足要求,并通过一定的策略(strategy)将请求转发至具体的一个Docker Node。

第三个步骤,Swarm创建并初始化API监听服务模块。从功能的角度来讲,可以将该模块抽象为Swarm Server。需要说明的是:虽然Swarm Server完全兼容Docker的API,但是有不少Docker的命令目前是不支持的,毕竟管理Docker集群与管理单独的Docker会有一些区别。当Swarm Server被初始化并完成监听之后,用户即可以通过Docker Client向Swarm发送Docker集群的管理请求。

Swarm的swarm manage接收并处理Docker集群的管理请求,即是Swarm内部多个模块协同合作的结果。请求入口为Swarm Server,处理引擎为Scheduler,节点信息依靠Disocovery。

Swarm集群部署实例(Swarm Cluster)

2. Swarm架构

Swarm作为一个管理Docker集群的工具,首先需要将其部署起来,可以单独将Swarm部署于一个节点。另外,自然需要一个Docker集群,集群上每一个节点均安装有Docker。具体的Swarm架构图可以参照下图:

Swarm架构图

Swarm架构中最主要的处理部分自然是Swarm节点,Swarm管理的对象自然是Docker Cluster, Docker Cluster由多个Docker Node组成,而负责给Swarm发送请求的是Docker Client。

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3.3 swarm join

Swarm的swarm join命令用于将Docker Node添加至Swarm管理的Docker集群中。从这点也可以看出swarm join命令的执行位于Docker Node,因此在Docker Node上运行该命令,首先需要在Docker Node上安装Swarm,由于该Swarm只会执行swarm join命令,故可以将其当成Docker Node上用于注册的agent模块。

功能而言,swarm join可以认为是完成Docker Node在Swarm节点处的注册(register)工作,以便Swarm在执行swarm manage时可以发现该Docker Node。然而,上文提及的5种discovery模式中,并非每种模式都支持swarm join命令。不支持的discovery的模式有Node Discovery与File Discovery。

Docker Node上swarm join执行之后,标志着Docker Node向Swarm注册,请求加入Swarm管理的Docker集群中。Swarm通过注册信息,发现Docker Node,并获取Docker Node的状态以及具体信息,以便处理Docker请求时作为调度依据。

总之,Swarm上手很简单,Docker swarm可以非常方便的创建类似kubernetes那样带有副本的服务,确保一定数量的容器运行,保证服务的高可用。
然而,光从官方文档来说,功能似乎又有些简单;

目录

  1. Swarm简介
  2. Swarm架构
  3. Swarm命令
  4. 总结

  5. Swarm简介


Docker自诞生以来,其容器特性以及镜像特性给DevOps爱好者带来了诸多方便。然而在很长的一段时间内,Docker只能在单host上运行,其跨host的部署、运行与管理能力颇受外界诟病。跨host能力的薄弱,直接导致Docker容器与host的紧耦合,这种情况下,Docker容器的灵活性很难令人满意,容器的迁移、分组等都成为很难实现的功能点。

Swarm是Docker公司在2014年12月初新发布的容器管理工具。和Swarm一起发布的Docker管理工具还有Machine以及Compose。

Swarm是一套较为简单的工具,用以管理Docker集群,使得Docker集群暴露给用户时相当于一个虚拟的整体。Swarm使用标准的Docker API接口作为其前端访问入口,换言之,各种形式的Docker Client(dockerclient in go, docker_py, docker等)均可以直接与Swarm通信。Swarm几乎全部用Go语言来完成开发,并且还处于一个Alpha版本,目前在github上发布的版本仅有v0.1.0-rc1。然而Swarm的发展十分快速,功能和特性的变更迭代还非常频繁。因此,可以说Swarm还不推荐被用于生产环境中,但可以肯定的是Swarm是一项很有前途的技术。

Swarm的设计和其他Docker项目一样,遵循“batteries included but removable”原则。笔者对该原则的理解是:batteries included代表设计Swarm时,为了完全体现分布式容器集群部署、运行与管理功能的完整性,Swarm和Docker协同工作,Swarm内部包含了一个较为简易的调度模块,以达到对Docker集群调度管理的效果;“but removable”意味着Swarm与Docker并非紧耦合,同时Swarm中的调度模块同样可以定制化,用户可以按照自己的需求,将其替换为更为强大的调度模块,如Mesos等。另外,这套管理引擎并未侵入Docker的使用,这套机制也为其他容器技术的集群部署、运行与管理方式提供了思路。

4)服务副本与全局服务

3.Swarm命令

Swarm架构图可以让大家对Swarm有一个初步的认识,比如Swarm的具体工作流程:Docker Client发送请求给Swarm;Swarm处理请求并发送至相应的Docker Node;Docker Node执行相应的操作并返回响应。除此之外,Swarm的工作原理依然还不够明了。

深入理解Swarm的工作原理,可以先从Swarm提供的命令入手。Swarm支持的命令主要有4个:swarm create、swarm manage、swarm join、swarm list。当然还有一个swarm help命令,该命令用于指导大家如何正确使用swarm命令,本文不再赘述。

5)在Swarm中部署服务(这里以nginx服务为例)

Swarm作为一个管理Docker集群的工具,首先需要将其部署起来,可以单独将Swarm部署于一个节点。另外,自然需要一个Docker集群,集群上每一个节点均安装有Docker。具体的Swarm架构图可以参照下图:

182.48.115.237      swarm的manager节点      manager-node    
182.48.115.238      swarm的node节点         node1
182.48.115.239      swarm的node节点         node2

设置主机名
在manager节点上
[root@manager-node ~]# hostnamectl --static set-hostname manager-node

在node1节点上
[root@node1 ~]# hostnamectl --static set-hostname node1

在node2节点上
[root@node2 ~]# hostnamectl --static set-hostname node2

在三台机器上都要设置hosts,均执行如下命令:
[root@manager-node ~]# vim /etc/hosts
......
182.48.115.237 manager-node
182.48.115.238 node1
182.48.115.239 node2

关闭三台机器上的防火墙。如果开启防火墙,则需要在所有节点的防火墙上依次放行2377/tcp(管理端口)、7946/udp(节点间通信端口)、4789/udp(overlay 网络端口)端口。
[root@manager-node ~]# systemctl disable firewalld.service
[root@manager-node ~]# systemctl stop firewalld.service

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4)添加节点到swarm集群中

Swarm架构中最主要的处理部分自然是Swarm节点,Swarm管理的对象自然是Docker Cluster,Docker Cluster由多个Docker Node组成,而负责给Swarm发送请求的是Docker Client。

[root@manager-node ~]# docker swarm init --advertise-addr 182.48.115.237
Swarm initialized: current node (1gi8utvhu4rxy8oxar2g7h6gr) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join 
    --token SWMTKN-1-4roc8fx10cyfgj1w1td8m0pkyim08mve578wvl03eqcg5ll3ig-f0apd81qfdwv27rnx4a4y9jej 
    182.48.115.237:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

上面命令执行后,该机器自动加入到swarm集群。这个会创建一个集群token,获取全球唯一的 token,作为集群唯一标识。后续将其他节点加入集群都会用到这个token值。
其中,--advertise-addr参数表示其它swarm中的worker节点使用此ip地址与manager联系。命令的输出包含了其它节点如何加入集群的命令。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
温馨提示:
如果再次执行上面启动swarm集群的命令,会报错说这个节点已经在集群中了
Error response from daemon: This node is already part of a swarm. Use "docker swarm leave" to leave this swarm and join another one.

解决办法:
[root@manager-node ~]# docker swarm leave --help           //查看帮助
[root@manager-node ~]# docker swarm leave --force
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

使用docker info 或 docker node ls 查看集群中的相关信息
[root@manager-node ~]# docker info
.......
Swarm: active
 NodeID: 1gi8utvhu4rxy8oxar2g7h6gr
 Is Manager: true
 ClusterID: a88a9j6nwcbn31oz6zp9oc0f7
 Managers: 1
 Nodes: 1
 Orchestration:
  Task History Retention Limit: 5
.......

[root@manager-node ~]# docker node ls                  
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
1gi8utvhu4rxy8oxar2g7h6gr *  manager-node  Ready   Active        Leader

注意上面node ID旁边那个*号表示现在连接到这个节点上。

Swarm工作方式

俄罗斯贵宾会,3)任务与调度

在docker swarm init 完了之后,会提示如何加入新机器到集群,如果当时没有注意到,也可以通过下面的命令来获知 如何加入新机器到集群。

登录到node1节点上,执行前面创建swarm集群时输出的命令:
[root@node1 ~]# docker swarm join --token SWMTKN-1-4roc8fx10cyfgj1w1td8m0pkyim08mve578wvl03eqcg5ll3ig-f0apd81qfdwv27rnx4a4y9jej 182.48.115.237:2377
This node joined a swarm as a worker.

同理在node2节点上,也执行这个命令
[root@node2 ~]# docker swarm join --token SWMTKN-1-4roc8fx10cyfgj1w1td8m0pkyim08mve578wvl03eqcg5ll3ig-f0apd81qfdwv27rnx4a4y9jej 182.48.115.237:2377
This node joined a swarm as a worker.

如果想要将其他更多的节点添加到这个swarm集群中,添加方法如上一致!

然后在manager-node管理节点上看一下集群节点的状态:
[root@manager-node ~]# docker node ls
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
1gi8utvhu4rxy8oxar2g7h6gr *  manager-node  Ready   Active        Leader
ei53e7o7jf0g36329r3szu4fi    node1         Ready   Active       
f1obgtudnykg51xzyj5fs1aev    node2         Ready   Active

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
温馨提示:更改节点的availablity状态
swarm集群中node的availability状态可以为 active或者drain,其中:
active状态下,node可以接受来自manager节点的任务分派;
drain状态下,node节点会结束task,且不再接受来自manager节点的任务分派(也就是下线节点)。

[root@manager-node ~]# docker node update --availability drain node1    //将node1节点下线。如果要删除node1节点,命令是"docker node rm --force node1"
[root@manager-node ~]# docker node ls
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
1gi8utvhu4rxy8oxar2g7h6gr *  manager-node  Ready   Active        Leader
ei53e7o7jf0g36329r3szu4fi    node1         Ready   drain       
f1obgtudnykg51xzyj5fs1aev    node2         Ready   Active

如上,当node1的状态改为drain后,那么该节点就不会接受task任务分发,就算之前已经接受的任务也会转移到别的节点上。

再次修改为active状态(及将下线的节点再次上线)
[root@manager-node ~]# docker node update --availability drain node1

3)创建swarm(要保存初始化后token,因为在节点加入时要使用token作为通讯的密钥)

Swarm介绍

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