十二、docker三剑客（docker-swarm）
一、简介
为什么使用docker-swarm？
通过前面的介绍，我们已经可以管理docker了，但是如果把docker用于生产，一两个机器还好，如果是多台，甚至是一个集群环境，我们不可能一台机器一台机器的部署，就算可以也没办做到“高可用”，这时docker-swarm就诞生了，他可以把多个docker engin做成一个集群环境来管理。
docker-swarm在docker1.12之前是一个独立的项目，需要单独下载，在1.12之后就和docker合并做为docker的一个子命令。同时docker-swarm也是唯一的docker原生支持集群的管理工具。
我们看一下下面的图
二、docker-swarm的架构
filter和Strategy都是调度模块（过滤选择最优的模块来部署）
filter一共五种过滤模式：
1、Constraints（约束过滤器）:根据当前系统版本、内容版本，进行一些指标上的过滤。当然也可以自定义，在deamon启动的时候可以通过lab来制定当前机器所具有的特性，然后通过Constraints把他们过滤出来。
比如我们创建了一个registry，重新部署的时候我不希望这个镜像让swarm随机分配，还要安装在以前的节点上，可是这么使用：
docker service create --name registry --publish 5000:5000 --constraint 'node.hostname==node01' registry除了 hostname 也可以使用其他节点属性来创建约束表达式写法参见下表:
| 节点属性 | 匹配 | 示例 |
|---|---|---|
| node.id | 节点 ID | node.id == 2ivku8v2gvtg4 |
| node.hostname | 节点 hostname | node.hostname != node02 |
| node.role | 节点 role: manager | node.role == manager |
| node.labels | 用户自定义 node labels | node.labels.security == high |
| engine.labels | Docker Engine labels | engine.labels.operatingsystem == ubuntu 14.04 |
用户自定义labels可以使用 docker node update 命令添加, 例如:
# docker node update --label-add security=high node01
查看自定义labels
# docker node inspect node01
[
{
"ID": "0nhjsflo3tbd0b7hv2cyrjpin",
...
"Spec": {
"Labels": {
"security": "high"
},
"Role": "manager",
"Availability": "active"
},
"Description": {
"Hostname": "node01",
"Platform": {
"Architecture": "x86_64",
"OS": "linux"
},
...
}
]对于已有service, 可以通过 docker service update ,添加 constraint配置, 例如:
docker service update registry --constraint-add 'node.labels.security==high'2、affinity（亲和过滤器）:比如说一个web服务我想把它和数据库放在一起，就可以使用这个。
3、dependency（依赖过滤器）:比如说，容器有link、from这些依赖关系，dependency就会把他们放在一个节点上
4、Health filter:根据健康状态来过滤，会过滤掉一些有问题的节点
5、Ports filter:根据端口的使用来选用，比如说8080端口已经被一个机器使用，他会分配到没有使用的节点。
Strategy一共三种过滤模式
Binpack:同等条件下他会选择资源使用最多的做为选择
Spread:同等条件下他会选择资源使用最少的做为选择
Random:随机选择一个节点
三、服务发现
docker内置overlay网络，overlay是什么呢？我们要做到跨主机的网络通信，其思路无非分为两种： 二层VLAN网络和Overlay网络
VLAN就不介绍了，我们主要说overlay
容器在两个跨主机进行通信的时候，是使用overlay network这个网络模式进行通信；如果使用host也可以实现跨主机进行通信，直接使用这个物理的ip地址就可以进行通信。overlay它会虚拟出一个网络比如10.0.2.3这个ip地址。在这个overlay网络模式里面，有一个类似于服务网关的地址，然后把这个包转发到物理服务器这个地址，最终通过路由和交换，到达另一个服务器的ip地址。
要实现overlay网络，我们会有一个服务发现。比如说consul，会定义一个ip地址池，比如10.0.2.0/24之类的。上面会有容器，容器的ip地址会从上面去获取。获取完了后，会通过ens33来进行通信，这样就实现跨主机的通信。
下面是慕课网的解释：
Docker 使用了 Linux 内核 iptables 和 IPVS 的功能来实现服务发现和负载均衡。
-
iptables 是 Linux 内核中可用的包过滤技术，它可用于根据数据包的内容进行分类、修改和转发决策。
-
IPVS 是 Linux 内核中可用的传输级负载均衡器。
作者：www说
链接：https://www.imooc.com/article/49017
来源：慕课网
我们先看一下docker默认的网络环境：
然后我们使用swarm创建一个集群环境
docker swarm init --advertise-addr 192.168.1.120如果我们机器上有多个网卡要使用--advertise-addr传入本地的ip
在看一下环境：
可以看到我们多出来一个name为ingress的网络，我们知道overlay是做什么的，那igress是什么意思呢？
我们在用两个node来加入到这个集群中
docker swarm join --token SWMTKN-1-2khwrs5e07m54r83644qbdmmn38q7cvo591k0u016jfb3t9yrs-emnr9fi6eiokpmozoa623qkvh 192.168.1.120:2377在看一下现在的node
docker node ls
在运行nginx服务
docker service create --name mynginx --publish 8080:80 --detach=false nginxdocker service scale mynginx=4docker service ls
启动了四个副本
看一下是否负载，我们别分把这些副本的nginx欢迎页面改了
docker service ps vhufcpae3jid
我到node1、node3、master三台宿主机分别修改页面
我们到node3上修改这个容器里的页面，命令如下：
修改就按编号修改就可以了
echo 'mynginx.4' > /usr/share/nginx/html/index.html剩下的同理
可以看到负载成功了，那么每个容器之间是否能ping通呢？
因为nginx镜像中是没有ping的，我们在创建一个服务
docker service create --name myalpine --detach=false alpine ping 192.168.1.1一定要带着ping 192.168.1.1要不这个容器没有前台进程是起不来的！
我们看一下这个容器在哪使用
docker service ls
docker service ps t2smto1g7uma
这个容器是在docker3上，我们在docker3中进入这个容器
看看wget能不能下载到这个页面
看到页面是可以下载的，那么我们能不能平通这个服务呢？
可以看到内层网络我们是ping不通的，那我们如何能在内容使用服务名来互相通信呢？
下面介绍两种方法
1、自定义网络
因为在自定义的网络上，swarm mode会分配给每个容器一个dns engin，这个网络必须是自定义overlay的，当访问的时候就会经过节点的dns server然后rourt 到每个容器上
下面我们创建一个网络
docker network create -d overlay overlaytest查看
然后我们把刚才的实现步骤重新来一遍，先停下现在所有的服务，然后启动服务到overlaytest网络上
停止服务
创建服务
进入alpine
ping外部网络
ping服务名
ping内部网络
下面在介绍第二种方法
2、DNSRR模式
我们先看一下上面的容器
可以看到有一个Endpoint-Mode，他们都是vip，那这个VIP是什么意思呢？
他的作用指定swarm服务发现的模式
- endpoint_mode: vip - Docker为swarm集群服务分配一个虚拟IP(VIP)，作为客户端到达集群服务的“前端”。Docker 在客户端和可用工作节点之间对服务的请求进行路由。而客户端不用知道有多少节点参与服务或者是这些节点的IP/端口。（这是默认模式）
- endpoint_mode: dnsrr -
DNS轮询（DNSRR）服务发现不使用单个虚拟IP。 Docker为服务设置DNS条目，使得服务名称的DNS查询返回一个IP地址列表，并且客户端直接连接到其中的一个。如果您想使用自己的负载平衡器，或者混合Windows和Linux应用程序，则DNS轮询功能非常有用。
上面红字不就是我们需要的模式么？下面配置一下，这次试用docker stack
docker stack是什么？如果你知道docker 和docker compose的关系就知道了，他就好像是docker service的打包版，他和compose都一样需要一个yml文件，下面我们去编写这个文件
version: "3.4" #版本号用最新就可以
services:
alpine: #服务的名字
image: alpine #下载的镜像
command: #执行命令
- "ping"
- "192.168.1.1"
networks: #采用哪个网络，不写则是默认
- "overlaytest"
deploy:
endpoint_mode: dnsrr #mode的模式
replicas: 2 #创建的副本数
restart_policy: #重启的机制
condition: on-failure #失败就重启
resources: #资源
limits:
cpus: "0.1" #cpu
memory: 50M #内存
depends_on:
- nginx #依赖关系
nginx:
image: nginx
networks:
- "overlaytest"
ports:
- "8080:80"
networks:
overlaytest:
external: true #他是一个外部定义好的我们停止当前所有服务
docker service rm `docker service ls -q`执行创建服务
docker stack deploy -c service.yml test
我们可以看到他会在所有服务前加上“test_”
我们测试一下
ping 服务名
内部网络
但是这里要注意：
dnsrr模式是不开放端口的，因为dnsrr是只是供内部间使用名字调用的
我们总结一下这三种形式
一、ingress默认网络（VIP模式）：我们可以通过外端ip+端口进行通信，不能通过服务名进行通信。
二、ingress自定义网络（VIP模式）：这个比较宽泛可以使用服务名，可以使用内部网路，也可以使用宿主的网络。
三、dnsrr模式：这个我们最好应用在一些只使用内部服务名的容器通信间进行使用。
到底决定使用哪个网路应该还是要看具体的环境和业务需求吧。
四、swarm命令
https://blog.csdn.net/wanglei_storage/article/details/77508620
这里写的比较全
五、stack命令
https://www.jianshu.com/p/25c529e3a3e6