Docker Swarm从部署到基本操作

关于Docker Swarm

Docker Swarm由两部分组成:

  1. Docker集群:将一个或多个Docker节点组织起来,用户就能以集群的方式进行管理;
  2. 应用编排:有一套API用来部署和管理容器;

官方资料:https://docs.docker.com/swarm/

网络图

下图是个典型的Docker Swarm集群部署图,来自Docker官网:
在这里插入图片描述
接下来照着上图来搭建一个Docker Swarm集群。

准备工作

本次实战一共用到了5台机器,配置信息全部相同,如下:

  1. 操作系统:CentOS Linux release 7.6.1810
  2. Docker服务版本:1.13.1
  3. 防火墙都已经关闭;

机器的信息如下表所示:
| IP地址 | 主机名 | 身份 |
|--|--|--|
| 192.168.121.142 | m0 | 管理节点 |
| 192.168.121.139 | m1 | 管理节点 |
| 192.168.121.140 | m2 | 管理节点 |
| 192.168.121.141 | w0 | 工作节点 |
| 192.168.121.138 | w1 | 工作节点 |

为什么要三个管理节点?

从官方图可见,管理节点集群之间的内部管理协调使用了Raft共识算法,这样就保证了管理节点高可用(HA),一般情况下会参考以下两个原则:

  1. 部署奇数个管理节点,这样有利于减少脑裂;
  2. 不要部署太多管理节点,因为越多管理节点意味着需要花费跟多时间来达成共识;

部署集群步骤简介

接下来的整个部署过程分为以下几步:

  1. 初始化第一个管理节点(m0);
  2. 加入新的管理节点(m1、m2);
  3. 加入工作节点(w0、w1);

接下来正式开始吧;

初始化第一个管理节点(m0)

  1. m0节点的IP地址是192.168.121.142,因此在m0节点执行以下命令:
docker swarm init --advertise-addr 192.168.121.142:2377
--listen-addr 192.168.121.142:2377

关于advertise-addr和listen-addr这两个参数,前者用来指定其他节点连接m0时的地址,后者指定承载swarm流量的IP和端口,它们更详细和深入的区别可以参考文章:https://boxboat.com/2016/08/17/whats-docker-swarm-advertise-addr/

  1. 控制台返回信息如下,表明Swarm集群初始化成功:
Swarm initialized: current node (7585zt09o2sat82maef0ocf42) is now a manager.

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

    docker swarm join     --token SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-e8l6755jstd7urpdo5smyi8fv     192.168.121.142:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.
  1. 列出当前Swarm集群的所有节点,可以看到唯一的节点m0的状态和身份:
[[email protected] ~]# docker node ls
ID                           HOSTNAME  STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
7585zt09o2sat82maef0ocf42 *  m0        Ready   Active        Leader

现在集群已经建立起来了,接下来我们需要加入更多的管理节点和工作节点;

如何加入新的节点?

  1. Docker Swarm的新节点加入策略是从管理节点获取一长串命令,被称为join token,任何想加入集群的机器只要自己执行这个join token即可加入Swarm集群;
  2. 如果有新的管理节点需要加入,在m0执行命令docker swarm join-token manager即可得到管理节点的join token,如下所示:
[[email protected] ~]# docker swarm join-token manager
To add a manager to this swarm, run the following command:

    docker swarm join     --token SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-5tz9d4w7nwzu8r4ozd0ff2aiu     192.168.121.142:2377
  1. 如果有新的工作节点需要加入,在m0执行命令docker swarm join-token worker即可得到工作节点的join token,如下所示:
[[email protected] ~]# docker swarm join-token worker
To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join     --token SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-e8l6755jstd7urpdo5smyi8fv     192.168.121.142:2377

两种join token都准备好了,接下来开始加入新节点。

加入管理节点m1、m2

  1. 在m1上执行前面取得的管理节点join token:
[[email protected] ~]# docker swarm join >     --token SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-5tz9d4w7nwzu8r4ozd0ff2aiu >     192.168.121.142:2377
This node joined a swarm as a manager.
  1. 在m2上做同样的操作;
  2. 在m0、m1、m2其中的任意一台上执行命令docker node ls查看Swarm集群的现状,如下图,可见三个管理节点都是正常状态,ID字段带有星号后缀表示当前执行命令的机器是m1:
[[email protected] ~]# docker node ls
ID                           HOSTNAME  STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
0isfyre69mdu1hm11esf1q3dk    m2        Ready   Active        Reachable
7585zt09o2sat82maef0ocf42    m0        Ready   Active        Leader
slc0hjbs7jh2hdi8ai3wohy23 *  m1        Ready   Active        Reachable

加入工作节点w0、w1

  1. 在w0上执行前面取得的工作节点的join token:
[[email protected] ~]# docker swarm join >     --token SWMTKN-1-5huefb5501cv7p8i2op1am2oevasoqu4te8vpvapndkudvszb4-e8l6755jstd7urpdo5smyi8fv >     192.168.121.142:2377
This node joined a swarm as a worker.
  1. 在w1上做同样的操作;
  2. 在m0、m1、m2其中的任意一台上执行命令docker node ls查看Swarm集群的现状,可见工作节点已经全部就绪:
[[email protected] ~]# docker node ls
ID                           HOSTNAME  STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
0isfyre69mdu1hm11esf1q3dk    m2        Ready   Active        Reachable
7585zt09o2sat82maef0ocf42 *  m0        Ready   Active        Leader
i71bcxt1auc804syybroajtan    w1        Ready   Active        
slc0hjbs7jh2hdi8ai3wohy23    m1        Ready   Active        Reachable
wqcwcccva3d3mxgi5p423d4fv    w0        Ready   Active

至此,Swarm集群环境搭建完毕,接下来可以验证了。

验证Swarm集群环境

  1. 创建名为tomcat-net的覆盖网络(Overlay Netowork),这是个二层网络,处于该网络下的docker容器,即使宿主机不一样,也能相互访问:
docker network create -d overlay tomcat-net
  1. 创建名为tomcat的服务,使用了刚才创建的覆盖网络:
docker service create --name tomcat --network tomcat-net -p 8080:8080 --replicas 3 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk
  1. 执行命令docker service ls查看当前所有服务:
[[email protected] ~]# docker service ls
ID            NAME    MODE        REPLICAS  IMAGE
kguawc4b5th4  tomcat  replicated  3/3       tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk
  1. 执行命令docker service ps tomcat查看名为tomcat的服务,可见三个容器分别部署在m0、m2、w1机器上:
[[email protected] ~]# docker service ps tomcat
ID            NAME      IMAGE                       NODE  DESIRED STATE  CURRENT STATE           ERROR  PORTS
n1gs9f1plce2  tomcat.1  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  w1    Running        Running 19 minutes ago         
q8jyg088ci21  tomcat.2  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  m2    Running        Running 19 minutes ago         
h9ww33dpw56m  tomcat.3  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  m0    Running        Running 19 minutes ago
  1. 执行命令docker service inspect --pretty tomcat查看名为tomcat的服务的详细信息(去掉--pretty可以看到更完整的):
[[email protected] ~]# docker service inspect --pretty tomcat

ID:     kguawc4b5th4qlwlsv183qtai
Name:       tomcat
Service Mode:   Replicated
 Replicas:  3
Placement:
UpdateConfig:
 Parallelism:   1
 On failure:    pause
 Max failure ratio: 0
ContainerSpec:
 Image:     tomcat:[email protected]:91eadffb59d9a35ada2d39fcd616a749ac580aa5e834499b7128f27be2e46623
Resources:
Networks: tomcat-net 
Endpoint Mode:  vip
Ports:
 PublishedPort 8080
  Protocol = tcp
  TargetPort = 8080
  1. 打开浏览器,尝试访问m0、m1、m2、w0、w1这个五个机器的8080端口,都可以成功访问tomcat首页:
    在这里插入图片描述

    服务模式

  2. 服务模式一共有两种:Ingress和Host,如果不指定,则默认的是Ingress;
  3. Ingress模式下,到达Swarm任何节点的8080端口的流量,都会映射到任何服务副本的内部80端口,就算该节点上没有tomcat服务副本也会映射;
  4. Host模式下,仅在运行有容器副本的机器上开放端口,使用Host模式的命令如下:
docker service create --name tomcat --network tomcat-net --publish published=8080,target=8080,mode=host --replicas 3 tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk

服务扩缩容

  1. 执行命令docker service scale tomcat=5将副本数从3调整为5:
[[email protected] ~]# docker service scale tomcat=5
tomcat scaled to 5
  1. 执行命令docker service ps tomcat查看名为tomcat的服务,可见每台机器上都分布了一个容器:
[[email protected] ~]# docker service ps tomcat
ID            NAME      IMAGE                       NODE  DESIRED STATE  CURRENT STATE               ERROR  PORTS
w32tjahze2fk  tomcat.1  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  m2    Running        Running 42 minutes ago             
yj5czwwhrrsh  tomcat.2  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  m0    Running        Running 42 minutes ago             
pq40995nbd0k  tomcat.3  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  w1    Running        Running 42 minutes ago             
y1y6z1jczel1  tomcat.4  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  m1    Running        Running about a minute ago         
w0dcii8f79os  tomcat.5  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk  w0    Running        Running about a minute ago

滚动升级

  1. 当前tomcat服务中,tomcat镜像的tag是7.0.96-jdk8-openjdk,我们来尝试升级到9.0.24-jdk11-openjdk,执行以下命令:
docker service update --image tomcat:9.0.24-jdk11-openjdk --update-parallelism 1 --update-delay 10s tomcat

上述命令有几处需要注意:

a. update-parallelism:每次更新的容器数量,这里设置为1,表示每一个容器升级成功后才去升级下一个;

b. update-delay:每一批升级成功后,升级下一批之前的等待时间,这里表示升级一个容器后等10秒再升级下一个;

  1. 在升级过程中执行命令docker service ps tomcat查看服务,可以看到新版本容器逐个启动的过程:
[[email protected] ~]# docker service ps tomcat
ID            NAME          IMAGE                        NODE  DESIRED STATE  CURRENT STATE                ERROR  PORTS
w32tjahze2fk  tomcat.1      tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk   m2    Running        Running 56 minutes ago              
yj5czwwhrrsh  tomcat.2      tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk   m0    Running        Running 56 minutes ago              
semuna9awsn7  tomcat.3      tomcat:9.0.24-jdk11-openjdk  w1    Running        Running 15 seconds ago              
pq40995nbd0k   \_ tomcat.3  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk   w1    Shutdown       Shutdown about a minute ago         
y1y6z1jczel1  tomcat.4      tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk   m1    Running        Running 15 minutes ago              
oot3yex74v4t  tomcat.5      tomcat:9.0.24-jdk11-openjdk  w0    Running        Preparing 5 seconds ago             
w0dcii8f79os   \_ tomcat.5  tomcat:7.0.96-jdk8-openjdk   w0    Shutdown       Shutdown 3 seconds ago
  1. 升级完成后,用浏览器访问服务,可见tomcat版本已经升级:
    在这里插入图片描述

    删除服务

    执行命令docker service rm tomcat即可删除服务:
[[email protected] ~]# docker service rm tomcat
tomcat
[[email protected] ~]# docker service ls
ID  NAME  MODE  REPLICAS  IMAGE

至此,Docker Swarm从部署到基本操都已经体验过一次了,希望您在搭建环境的时候,本文能给您一些参考。

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