Docker Swarm学习笔记一

Docker Swarm概述

Docker Swarm是Docker官方提供的集群工具。它可以将一些关联的Docker主机转变成一个虚拟Docker主机。因为Docker Swarm符合Docker API的标准,任何已经可以与Docker守护进程通信的工具都可以使用Swarm来透明地扩展到多个主机。支持工具包括:

• Dokku

• Docker Compose

• Docker Machine

• Jenkins

当然，Docker客户端本身也是被支持的，而Docker Swarm支持的工具还不止这些。
如同其他的Docker项目，Docker Swarm依然遵循着“swap, plug, and play”的原则。

理解Swarm集群创建

创建一个Swarm集群的第一步是从网上拉取Docker Swarm镜像。然后,你可以使用Docker配置Swarm manager和所有节点运行Docker Swarm。步骤:

• 在每个节点上打开一个TCP端口用于跟Swarm manager通信

• 在每个节点上安装Docker

• 创建和管理TLS证书以保护集群

对于有经验的管理员或者程序员来说，手动安装Docker Swarm的方法是最好的。另外也可以用docker-machine来安装。使用Docker Machine可以快速的在云供应商或者你自己的数据中心安装Docker Swarm。如果你的本地主机已经安装了虚拟机，那么你可以在本地环境中使用Docker Machine快速的构建和浏览Docker Swarm。这种方法会自动生成证书以保护你的集群。
如果是第一次使用Swarm，官方建议先使用Docker Machine。这里的Docker Machine是Docker官方提供的Docker Toolbox中的工具之一，主要适用于Mac和Windows系统。而本人这次学习是使用的Ubuntu系统和Ubuntu Server系统，所以这里我没有用此方法，想要了解此法请参照官方指南。
使用Docker Swarm的发现服务功能(Discovery services)可以动态的配置和管理容器的服务。想要了解更多关于Discovery services的信息请参照官方文档。
还有一些其他的相关信息：如Docker Swarm API和Advanced Scheduling(包含Docker Swarm strategies和Swarm filters)

安装Docker Swarm的方式

• 安装Docker Swarm有两种方式：

  • 直接以swarm为镜像模板启动容器；

  • 在系统中安装swarm的二进制可执行文件。

• 官网也列举出了这两种方法的优缺点：

  • 以swarm镜像启动容器：

    • 无需在系统中安装可执行的二进制文件；

    • 用docker run命令每次都可以获取并运行最近版本的镜像；

    • 容器是Swarm与主机环境相隔离，无需维护shell的路径和环境。

  • 在系统中安装swarm：

    • Swarm项目的开发者在测试代码变更的过程中，无需在运行该二进制文件前进行容器化(“containerizing”)操作。

因此，官方的推荐的方式也是以Swarm镜像启动容器的方式，而且官方给出的指导文档也都是采用的此种方法。

构建Swarm集群

关于Swarm集群的构建，官方依然给了两种

• Mac或Windows系统在虚拟机中运行Docker Swarm(Evaluate Swarm in a sandbox)

• Linux系统中运行Docker Swarm(Build a Swarm cluster for production)

因为习惯了Hyper-v，如果要使用第一种方法必须要替换为Oracle VM VirtualBox(点击了解更多)，这里计划是用Hyper-v创建虚拟机，然后安装Ubuntu Server系统，然后对第二种方法进行实践。这里只简单提一下第一种方法的步骤

1. 安装Docker Toolbox(Install Docker Toolbox)；

2. 创建三个虚拟机运行Docker Engine(Create three VMs running Docker Engine)；

3. 创建一个Swarm发现服务的token(Create a Swarm discovery token)；

4. 创建Swarm的管理者和节点(Create the Swarm manager and nodes)；

5. 管理Swarm(Manage your Swarm)；

每一步的具体操作请参考Docker的官方文档。
下面主要演示Docker Swarm在Linux系统中的使用，而官方文档中用到的是AWS(Amazon Web Services)平台，这里我们有选择性的参照官方文档继续自己的操作。本次示例中用到了5个host，那么这里就创建5个虚拟机。

在这里我的
Docker01 和 Docker02 分别对应 manager0 和 manager1；
Docker04 和 Docker05 分别对应 node0 和 node1；
Docker03 对应 consul0；

• 创建虚拟机；

• 安装Ubuntu 16.04/15.04 Server (64-bit)系统；

• 开启并配置ssh服务；

• 安装Docker；

• 配置环境；
  这里的配置环境主要是使用私有仓库的配置和使用，请参照文章：批量上传镜像到私有仓库

  # 在客户端主机创建文件夹(DomainName:Port例如example.com:9527)
  mkdir -p /etc/docker/certs.d/DomainName:Port
  # 先将ca.crt文件传到客户端主机
  # 在ca.crt的当前目录下将该证书复制到上面创建的文件夹
  cp ca.crt /etc/docker/certs.d/DomainName:Port/
  # 重启docker服务
  service docker restart
  # 接下来就可以从私有仓库拉取镜像或向其上传镜像了。
  

• 建立了一个发现服务的后端；
  在这里，你需要创建一个及其简单的发现服务的后台，Swarm集群的管理者和节点通过这个后台进行身份验证，从而成为集群的一员。Swarm集群的管理者也会利用这些信息去判断哪些节点能够运行容器。为了简单起见,您要在同一主机Swarm集群的管理者主机上运行一个consul守护进程。

  # 操作对象manager0和consul0
  # 命令
  docker run -d -p 8500:8500 --name=consul swarm/consul -server -bootstrap
  

• 创建Swarm集群；
  在创建完成发现服务的后台之后就可以开始创建集群的管理者了。接下来会创建两个Swarm集群的管理者，第一个启动的管理者将会成为Swarm集群的主管理者(primary manager)。也有文章称其为master，但那种说法已经被废弃。第二个启动的管理者可以看作是备胎(replica)，一旦主管理者挂掉，那么备胎将升级为主管理者。

  # 在高可用的Swarm集群中创建主管理者
  # 操作对象 manager0 和 consul0
  #  和 相同
  docker run -d -p 4000:4000 swarm manage -H :4000 --replication --advertise :4000 consul://:8500
  
  # 操作对象 manager1
  docker run -d -p 4000:4000 swarm manage -H :4000 --replication --advertise :4000 consul://172.30.0.161:8500
  
  # 操作对象 node0 和 node1
  docker run -d swarm join --advertise=:2375 consul://:8500
  

• 操作Swarm集群；

  # 获取集群的管理者和节点的信息
  # 操作对象 manager0 和 consul0
  docker -H :4000 info
  
  # 在Swarm集群中运行应用
  docker -H :4000 run hello-world
  
  # 查询Swarm集群的哪个节点在运行该应用
  docker -H :4000 ps

• 测试Swarm集群的故障；

  # 获取swarm容器的id或名称
  # 操作对象 manager0
  docker ps
  
  # 删除或关闭当前的主管理者 manager0
  docker rm -f 
  
  # 创建或启动Swarm集群管理者 manager0
  docker run -d -p 4000:4000 swarm manage -H :4000 --replication --advertise :4000 consul://:8500
  
  # 查看该容器的日志
  sudo docker logs 
  
  # 获取集群管理者和节点的信息
  docker -H :4000 info