摘要：本文讲的是使用Docker Swarm来运行服务【编者的话】本文介绍了Docker 1.12中的Docker Swarm Mode，包括如何安装Docker Engine、如何建立Swarm集群、如何部署服务和创建Global Service。
本文讲的是使用Docker Swarm来运行服务【编者的话】本文介绍了Docker 1.12中的Docker Swarm Mode，包括如何安装Docker Engine、如何建立Swarm集群、如何部署服务和创建Global Service。
Docker的最新版本v1.12，包含了很多更新和Docker Swarm提供的功能。在今天的文章中，我们将探讨如何使用Docker Swarm来部署服务。
在Ubuntu 16.04中激活Swarm模式
在我们使用Docker Engine Swarm部署服务之前，我们需要建立一个Swarm集群。因为我们需要1.12新添加的功能，所以我们也要安装Docker Engine的最新版本。
以下步骤将指导你在Ubuntu 16.04上安装Docker Engine。对于其他平台和版本，你可以参考Docker的官方安装文档。
设置Docker Apt仓库
我们会使用Ubuntu的标准安装方式，依赖于Apt包管理器。因为我们需要安装最新版本的Docker Engine，所以我们需要配置Apt，从Docker官方Apt仓库来安装docker-engine，而不是从系统预配置的仓库。
添加Docker公钥
配置Apt来使用新仓库的第一步是想Apt缓存中添加该库的公钥。使用apt-key命令：
# apt-key adv --keyserver hkp://p80.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-keys 58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D
以上的apt-key命令向密钥服务器p80.pool.sks-keyservers.net请求一个特定的密钥（58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D）。公钥将会被用来验证从新仓库下载的所有包。
指定Docker仓库的位置
引入Docker的公钥，我们可以配置Apt使用Docker的仓库服务器。我们可以在/etc/apt/sources.list.d/目录中添加一个条目。
# echo "deb https://apt.dockerproject.org/repo ubuntu-xenial main" >> /etc/apt/sources.list.d/docker.list
当我们刷新Apt缓存时，Apt将会搜索sources.list.d/目录下的所有文件，来寻找新的包仓库。上述命令会创建一个新文件docker.list，其中包含了一个添加了apt.dockerproject.org仓库的条目。
更新Apt包缓存
运行apt-get命令的update选项，来刷新Apt包缓存。
# apt-get update
这会触发Apt重新读取配置文件，刷新仓库列表，包含进我们添加的那个仓库。该命令也会查询这些仓库来缓存可用的包列表。
安装linux-image-extra
在安装Docker Engine之前，我们需要安装一个先决软件包（prerequisite package）。linux-image-extra包是一个内核相关的包，Ubuntu系统需要它来支持aufs存储设备驱动。Docker会使用该驱动来加载卷。
为了安装该包，我们将使用apt-get命令的install选项。
# apt-get install linux-image-extra-$(uname -r)
在apt-get命令中，$(uname -r)将返回正在运行的内核的版本。任何对于该系统的内核更新应当包括安装linux-image-extra，它的版本需要与新内核版本相一致。如果该包没有正确更新的话，Docker加载卷的功能可能受到影响。
安装Docker Engine
在Apt配置好和linux-image-extra安装好之后，我们可以继续安装Docker Engine了。我们可以使用apt-get命令的install选项来安装docker-engine包。
# apt-get install docker-engine
此时，我们应该已经安装好了Docker Engine v1.12.0或者更新版本。我们可以执行docker命令的version选项来验证我们已经安装了最新版本。
# docker version
Client:
Version: 1.12.0
API version: 1.24
Go version: go1.6.3
Git commit: 8eab29e
Built: Thu Jul 28 22:11:10 2016
OS/Arch: linux/amd64
Server:
Version: 1.12.0
API version: 1.24
Go version: go1.6.3
Git commit: 8eab29e
Built: Thu Jul 28 22:11:10 2016
OS/Arch: linux/amd64
我们可以看到，Server版本和Client版本都是1.12.0。接下来，我们会创建Swarm集群。
创建一个Docker Swarm集群
在这一小节中，我们将在多台机器上执行多个任务。为了更清楚地表述，我会在例子中包含主机名。
我们会使用两个节点来启动Swarm集群。此时，两个节点都按照上述步骤安装了Docker Engine。
当创建Swarm集群时，我们需要指定一个manager节点。在这个例子中，我们会使用主机名为swarm-01的主机作为manager节点。为了使swarm-01成为manager节点，我们需要首先在swarm-01执行命令来创建Swarm集群。这个命令就是docker命令的swarm init选项。
root@swarm-01:~# docker swarm init --advertise-addr 10.0.0.1
Swarm initialized: current node (awwiap1z5vtxponawdqndl0e7) is now a manager.
To add a worker to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-51pzs5ax8dmp3h0ic72m9wq9vtagevp1ncrgik115qwo058ie6-3fokbd3onl2i8r7dowtlwh7kb \
10.0.0.1:2377
To add a manager to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-51pzs5ax8dmp3h0ic72m9wq9vtagevp1ncrgik115qwo058ie6-bwex7fd4u5aov4naa5trcxs34 \
10.0.0.1:2377
在上述命令中，除了swarm init之外，我们还指定了--advertise-addr为10.0.0.1。Swarmmanager节点会使用该IP地址来广告Swarm集群服务。虽然该地址可以是私有地址，重要的是，为了使节点加入该集群，那些节点需要能通过该IP的2377端口来访问manager节点。
在运行docker swarm init命令之后，我们可以看到swarm-01被赋予了一个节点名字（awwiap1z5vtxponawdqndl0e7），并被选为Swarm集群的管理器。输出中也提供了两个命令：一个命令可以添加worker节点到swarm中，另一个命令可以添加另一个manager节点到该Swarm中。
Docker Swarm Mode可以支持多个manager节点。然而，其中的一个会被选举为主节点服务器，它会负责Swarm的编排。
添加worker节点到Swarm集群中
Swarm集群建立之后，我们需要添加一个新的worker节点。
root@swarm-02:~# docker swarm join \
> --token SWMTKN-1-51pzs5ax8dmp3h0ic72m9wq9vtagevp1ncrgik115qwo058ie6-3fokbd3onl2i8r7dowtlwh7kb \
> 10.0.0.1:2377
This node joined a swarm as a worker.
在本例中，我们将swarm-02添加到了swarm中，作为worker节点。Swarm集群中的worker节点的角色是用来运行任务（tasks）的；在该例中，任务（tasks）就是容器（containers）。另一方面，manager节点的角色是管理任务（容器）的编排，并维护Swarm集群本身。
除此之外，manager节点本身也是worker节点，也可以运行任务。
查看当前的Swarm节点
我们现在有了一个最基本的两节点的Swarm集群。我们可以执行docker命令的node ls选项来验证集群的状态。
root@swarm-01:~# docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
13evr7hmiujjanbnu3n92dphk swarm-02.example.com Ready Active
awwiap1z5vtxponawdqndl0e7 * swarm-01.example.com Ready Active Leader
从输出中可以看到，swarm-01和swarm-02都处于Ready和Active状态。因此，我们可以继续在Swarm集群上部署服务了。
创建一个服务
在Docker Swarm Mode中，服务是指一个长期运行（long-running）的Docker容器，它可以被部署到任意一台worker节点上，可以被远端系统或者Swarm中其他容器连接和消费（consume）的。
在本例中，我们会部署一个Redis服务。
部署一个有副本的服务
一个有副本的服务是一个Docker Swarm服务,运行了特定数目的副本（replicas）。这些副本是由多个Docker容器的实例组成的。在本例中，每个副本都是一个独立的Redis实例。
为了创建新服务，我们会使用docker命令的service create选项。以下命令将创建一个名为redis的服务，包含2个副本，并在集群中发布6379端口。
root@swarm-01:~# docker service create --name redis --replicas 2 --publish 6379:6379 redis
er238pvukeqdev10nfmh9q1kr
除了service create选项之外，我们还指定了--name为redis，--replicas表示该服务需要运行在2个不同的节点上。我们可以运行docker命令的service ls选项来验证该服务是运行在两个节点上的。
root@swarm-01:~# docker service ls
ID NAME REPLICAS IMAGE COMMAND
er238pvukeqd redis 2/2 redis
从输出中可以看到，2个副本都在运行。如果我们想看到这些任务的更多细节，我们可以运行docker命令的service ps选项。
root@swarm-01:~# docker service ps redis
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR
5lr10nbpy91csmc91cew5cul1 redis.1 redis swarm-02.example.com Running Running 40 minutes ago
1t77jsgo1qajxxdekbenl4pgk redis.2 redis swarm-01.example.com Running Running 40 minutes ago
service ps选项会显示特定服务的任务（容器）。在本例中，我们可以看到redis服务有一个任务（容器）运行在两个Swarm节点上。
连接Redis服务
我们已经验证了服务正在运行，我们可以尝试从远端系统，使用redis-cli客户端来连接该服务。
vagrant@vagrant:~$ redis-cli -h swarm-01.example.com -p 6379
swarm-01.example.com:6379>
从上面的连接可以看到，我们已经成功地连接上了redis服务。这意味着我们的服务已经运行起来了。
Docker Swarm是如何发布服务的
当我们创建了redis服务时，我们使用了--publish选项。该选项用来告知Docker将端口6379发布为redis服务的可用端口。
当Docker发布了服务端口时，它在Swarm集群上的所有节点上监听该端口。当流量到达该端口时，该流量将被路由到运行该服务的容器上。如果所有节点都运行着一个服务的容器，那么概念是相对标准的；然而，当我们的节点数比副本多时，概念就变得有趣了。
添加第三个worker节点
为了添加另一个worker节点，我们只要简单地重复第一部分中的安装步骤。因为我们已经做过这些步骤了，所以我们直接跳到3节点的Swarm集群。再一次地，我们可以运行docker命令来检查集群状态。
root@swarm-01:~# docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
13evr7hmiujjanbnu3n92dphk swarm-02.example.com Ready Active
awwiap1z5vtxponawdqndl0e7 * swarm-01.example.com Ready Active Leader
e4ymm89082ooms0gs3iyn8vtl swarm-03.example.com Ready Active
我们可以看到集群包含三个主机：
swarm-01
swarm-02
swarm-03
当我们创建了两个副本的服务时，它在swarm-01和swarm-02上分别创建了任务（容器）。即便我们添加了另一个worker节点，我们可以看到情况仍然是这样的。
root@swarm-01:~# docker service ps redis
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR
5lr10nbpy91csmc91cew5cul1 redis.1 redis swarm-02.example.com Running Running 55 minutes ago
1t77jsgo1qajxxdekbenl4pgk redis.2 redis swarm-01.example.com Running Running 55 minutes ago
Docker Swarm通过replicated服务，可以保证对于每个指定的副本，都运行了一个任务（容器）。当我们创建redis服务时，我们指定了2个副本。这就意味着，即便我们有了第三个节点，Docker也没有理由在新节点上创建一个新任务。
此时，我们遇到了一个有趣的情形：我们在3个Swarm节点中的2个上运行了服务。在non-swarm的世界中，这就意味着当连接第三个Swarm节点时，redis服务将变得不可用。然而，Swarm Mode中，情况却不是这样的。
在一个无任务运行的worker节点上连接服务
之前，我们提到Docker是如何发布服务端口的，Swarm在所有节点上都发布了该端口。有趣的是，当我们连接一个并未运行任何容器的worker节点时，会发生什么呢。
让我们看一下，当我们连接swarm-03的redis端口时，会发生什么呢。
vagrant@vagrant:~$ redis-cli -h swarm-03.example.com -p 6379
swarm-03.example.com:6379>
有趣的是，连接竟然成功了。尽管swarm-03上并未运行任何redis容器，但是连接成功了。这是因为，在内部，Docker将redis服务流量重路由到运行了redis容器的worker节点。
Docker称之为入口负载均衡（ingress load balancing）。它的工作方式是，所有worker节点都监听在发布的服务端口上。当该服务被外部系统调用时，收到流量的节点会通过Docker提供的内部DNS服务，将流量负载均衡该流量。
因此，即便我们将Swarm集群扩展至100个worker节点时，redis服务的终端用户可以连接到任意一个worker节点。他们会被重定向到运行了任务（容器）的两个Docker宿主机之一。
这些重路由和负载均衡对于终端用户是完全透明的。
让服务global化
此时，我们已经建立了redis服务，运行了2个副本，这意味着，3个节点中的2个正在运行容器。
如果我们希望redis服务在每一个worker节点上运行一个实例，我们可以简单地修改服务的副本数目，从2增加到3。这意味着，如果我们增加或者减少worker节点数目，我们需要调整副本数目。
我们可以自动化地做这件事，只要把我们的服务变成一个Global Service。Docker Swarm Mode中的Global Service使用了创建一个服务，该服务会自动地在每个worker节点上运行任务。这种方法对于像Redis这样的一般服务都是有效的。
让我们重新创建redis服务为Global Service。
root@swarm-01:~# docker service create --name redis --mode global --publish 6379:6379 redis
5o8m338zmsped0cmqe0guh2to
同样是docker service create命令，唯一的区别是指定了--mode参数为global。
服务建立好之后，运行docker命令的service ps选项，我们可以看到，Docker是如何分发该服务的。
root@swarm-01:~# docker service ps redis
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR
27s6q5yvmyjvty8jvp5k067ul redis redis swarm-03.example.com Running Running 26 seconds ago
2xohhkqvlw7969qj6j0ca70xx \_ redis redis swarm-02.example.com Running Running 38 seconds ago
22wrdkun5f5t9lku6sbprqi1k \_ redis redis swarm-01.example.com Running Running 38 seconds ago
我们可以看到，一旦该服务被创建为Global Service，那么每个worker节点上都会运行一个任务。
小结
在本文中，我们不仅安装了Docker Engine，也创建了一个Swarm集群，部署了一个有副本的服务，然后创建了Global Service。
在最近的一篇文章中，我不仅安装了Kubernetes，也创建了Kubernetes服务。通过比较Docker Swarm Mode服务和Kubernetes服务，我发现Swarm Mode服务更容易创建。如果只想使用Kubernetes的服务特性，而不需要Kubernetes的其他功能，那么Docker Swarm Mode可能是一个更容易的选择。
原文链接：Running Services within a Docker Swarm（翻译：夏彬）
原文发布时间为：2016-10-08
本文作者：夏彬
本文来自云栖社区合作伙伴Dockerone.io，了解相关信息可以关注Dockerone.io。
原文标题：使用Docker Swarm来运行服务