這次一起了解下docker Swarm，什么是dockerSwarm。

什么是docker Swarm

• 產(chǎn)品背景
  

  使用docker的流程，ssh到一臺(tái)服務(wù)器，運(yùn)行docker命令來運(yùn)行本機(jī)的docker服務(wù)，隨著docker發(fā)展，越來越多的服務(wù)想要運(yùn)行在docker容器中，如果在這樣挨個(gè)的登錄在每個(gè)ssh主機(jī)上管理容器，就非常的吃力了，而且我們的應(yīng)用也需要高可用，也需要避免單點(diǎn)的故障，docker現(xiàn)有的能力已經(jīng)很難滿足這樣的需求了，在這樣的背景下，docker社區(qū)就產(chǎn)生類的dockerSwarm項(xiàng)目。

• 概念
  

  什么是swarm，swarm這個(gè)名詞比較貼切，swarm這個(gè)單詞的意思就是動(dòng)物的集群行為，比如我們常見的蜂群，魚群，大雁南飛都可以成為swarm，swarm項(xiàng)目就是把多個(gè)docker 實(shí)例聚集在一起形成一個(gè)大的docker實(shí)例，對(duì)外提供集群服務(wù)，同時(shí)這個(gè)集群提供所有的api，用戶可以相使用docker實(shí)例一樣使用docker的集群。

• 昨日今日
  >docker swarm在1.12之前是一個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目，需要單獨(dú)下載，在1.12之后該項(xiàng)目就合并到了docker中，成為docker的子項(xiàng)目，目前docker唯一的一個(gè)原生支持docker集群的管理工具。

docker swarm的架構(gòu)圖

下面這個(gè)圖，就可以看到docker swarm管理docker的一個(gè)架構(gòu)圖。以前使用docker命令行是針對(duì)docker主機(jī)的，然后到這臺(tái)機(jī)器上單獨(dú)的控制這臺(tái)機(jī)器上的主機(jī)，有了swarm之后，客戶端命令是針對(duì)docker集群的。它的命令幾乎等同于docker的原生命令，它把命令發(fā)送給swarm，swarm選擇發(fā)送一個(gè)節(jié)點(diǎn)去真正的執(zhí)行，swarm是通過docker自帶的遠(yuǎn)程的API，來實(shí)現(xiàn)對(duì)docker的控制。

下面這個(gè)圖，這張圖跟上面一張圖描述的是一個(gè)事情，只不過它暴露了更多的的細(xì)節(jié)，上面的大框和下面的小框都代表了一臺(tái)服務(wù)器，物理機(jī)或者虛擬機(jī)，我們從上面說，上面是swarm的一個(gè)manager節(jié)點(diǎn)，管理這個(gè)worker節(jié)點(diǎn)，可以看到管理了多少個(gè)cpu，多少個(gè)內(nèi)存，每個(gè)上面運(yùn)行的服務(wù)，每個(gè)服務(wù)的狀況，比如他們的標(biāo)簽，他們的健康狀態(tài)，Manager管理者每個(gè)節(jié)點(diǎn)的生命周期，比如加入一個(gè)節(jié)點(diǎn)，下線一個(gè)節(jié)點(diǎn)，manager還管理者每個(gè)服務(wù)的生命周期，服務(wù)的部署，更新，停止，刪除，Node節(jié)點(diǎn)比較單純他就運(yùn)行了docker daemon，因?yàn)樵?.12之后swarm已經(jīng)融入了docker本身，開發(fā)一個(gè)遠(yuǎn)程的api給manager節(jié)點(diǎn)調(diào)度，運(yùn)行具體的服務(wù)和容器，下面咱們一起看看服務(wù)的部署流程是怎樣的，在這樣的架構(gòu)上是如何體現(xiàn)的。

環(huán)境的搭建

想想之前學(xué)習(xí)的mesos，需要先安裝docker，Marathon，zookeeper，加入我們現(xiàn)在有5臺(tái)liunx服務(wù)器，每個(gè)上面都裝有docker，選擇一臺(tái)作為manager，上面執(zhí)行下圖的第一條命令， 執(zhí)行完之后會(huì)打印出來一個(gè)token作為dockerSwarm的憑證，然后在每個(gè)worker節(jié)點(diǎn)下執(zhí)行第二條命令，表示要加入集群，只需要token和對(duì)應(yīng)manager節(jié)點(diǎn)的ip和端口號(hào)，集群環(huán)境就搭建完畢了

如何部署

客戶端的發(fā)起docker命令，兩種方式

1. 直接ssh到manager節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行docker命令。

2. 通過遠(yuǎn)程訪問的方式，通過Remote API調(diào)用manager上的docker命令，我們這張圖畫的就是第二種方式。

docker Client 在manager節(jié)點(diǎn)的外邊，假如執(zhí)行了docker service create，先會(huì)經(jīng)過docker Deamon接受這條命令，傳給Scheduler模塊，Scheduler模塊主要實(shí)現(xiàn)調(diào)度的功能，負(fù)責(zé)選擇出來最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)，里面包含了2個(gè)子模塊，F(xiàn)iter 和Strategy，F(xiàn)iter很明顯是過濾節(jié)點(diǎn)，用來找出滿足條件的節(jié)點(diǎn)（資源足夠多，節(jié)點(diǎn)正常的），Strategy是過濾出來后選擇出最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)（對(duì)比選擇資源剩余最多的節(jié)點(diǎn)，或者找到資源剩余最少的節(jié)點(diǎn)），當(dāng)然Fiter 和Strategy都是用戶可以單獨(dú)定制的，中間的Cluster是抽象的worker節(jié)點(diǎn)集群，包含了Swarm節(jié)點(diǎn)里面每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息，右邊的Discovery是信息維護(hù)的模塊，比如Label Health。Cluster最終調(diào)用容器的api，完成容器啟動(dòng)的劉而成。

調(diào)度模塊

用戶在創(chuàng)建服務(wù)的時(shí)候，選擇最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)，選擇最優(yōu)節(jié)點(diǎn)的管理分為2個(gè)階段。
過濾和策略

filter

• Constraints
  

  約束過濾器，根據(jù)當(dāng)前的操作系統(tǒng)的類型，內(nèi)核版本，存儲(chǔ)的類型進(jìn)行指標(biāo)上的約束，也可以自定義約束。當(dāng)前系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候可以通過label指定當(dāng)前機(jī)器所具有的特性然后通過Constraints把他們過濾出來。

• Affinity
  

  親和性過濾器，支持容器的親和性和鏡像的親和性，比如一個(gè)應(yīng)用，DB容器和web容器放在一起，就可以通過這個(gè)來實(shí)現(xiàn)，

• Dependency
  

  依賴過濾器，link等等吧Dependency會(huì)將這些容器放在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，有依賴管理的會(huì)將創(chuàng)建的容器和依賴的容器放在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。

• Health filter
  

  健康過濾器，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的健康狀態(tài)進(jìn)行過濾，把有問題的節(jié)點(diǎn)去掉。

• Ports filter
  

  端口過濾器，根據(jù)端口的使用情況進(jìn)行過濾，比如一個(gè)8080端口在某個(gè)主機(jī)上被占用，某些主機(jī)未被占用，會(huì)選用未被占用的那些主機(jī)。

Strategy

• Binpack
  

  在同等情況下，會(huì)使用資源最多的節(jié)點(diǎn)，通過這個(gè)策略可以讓容器聚集起來。

• Spread
  

  在同等情況下，會(huì)使用資源最少的節(jié)點(diǎn)，通過這個(gè)策略可以讓容器均勻的分布在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上。

• Random
  

  隨機(jī)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

服務(wù)發(fā)現(xiàn)

稍微有點(diǎn)復(fù)雜，根據(jù)場(chǎng)景來說吧

• Ingress
  >基于物理網(wǎng)絡(luò)之上的虛擬網(wǎng)絡(luò)，Swarm的上層應(yīng)用不在依賴于物理網(wǎng)絡(luò)，并且能夠讓下面的物理網(wǎng)絡(luò)保持不變，老鐵就理解到這里就可以了，網(wǎng)絡(luò)本身涉及到的東西太多了，應(yīng)該也聽過網(wǎng)絡(luò)工程師，既然有這個(gè)職位肯定這個(gè)不是那么容易學(xué)的，在這里就不會(huì)深入的進(jìn)行詳解了。

PS：假定運(yùn)行了一個(gè)nginx服務(wù)2個(gè)實(shí)例，nginx1 和nginx2，容器內(nèi)的端口是80，主機(jī)內(nèi)的端口是8080， 這2個(gè)容器分別運(yùn)行在node2和node3上，看到了吧node1雖然沒有運(yùn)行實(shí)例但是依然有8080端口在監(jiān)聽，一個(gè)集群在所有的worker節(jié)點(diǎn)上都是可以訪問到的，隨便選一個(gè)節(jié)點(diǎn)輸入它的ip和8080端口就可以訪問到，或者搭建一個(gè)負(fù)載均衡External LB，負(fù)責(zé)輪詢的方式訪問每個(gè)上邊的8080端口，為什么在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都可以訪問我們的服務(wù)呢？每個(gè)服務(wù)啟動(dòng)后所有的節(jié)點(diǎn)都會(huì)更新自己的VIP LB，把新的服務(wù)端口號(hào)和服務(wù)的信息建立一個(gè)關(guān)系，VIP LB是基于虛擬IP的負(fù)載均衡，VIP LB可以通過虛擬IP解析到真實(shí)IP，然后訪問到服務(wù)。

• Ingress+ link
  >就類型docker-compose，可以通過docker-compose.yml文件創(chuàng)建出來一組容器，他們之前通過link的方式進(jìn)行訪問，其實(shí)這種就類型docker-compose的link網(wǎng)絡(luò)。

PS：也就是在Ingress之上多了一個(gè)link的場(chǎng)景，可以通過link的方式訪問，也不需要主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，link怎么實(shí)現(xiàn)的呢，如果讓一個(gè)容器link到另一個(gè)容器很容易畢竟他們?cè)谝慌_(tái)主機(jī)上，一個(gè)服務(wù)link到另一個(gè)服務(wù)其實(shí)沒有那么簡(jiǎn)單了，可能包含一個(gè)容器，也可能包含很多個(gè)容器，可能運(yùn)行在一臺(tái)機(jī)器上，也可能分布在多臺(tái)機(jī)器上，我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)可以通過名字來訪問彼此呢，這用到了容器的dns，這里的nginx服務(wù)依賴于tomcat服務(wù)，nginx有2個(gè)實(shí)例，tomcat有一個(gè)實(shí)例，所有的nginx的容器都會(huì)對(duì)tomcat的解析，把它解析到tomcat的VIP，VIP負(fù)責(zé)做負(fù)載均衡，原理就是這樣的原理，link的方式外部是訪問不到的。link只適合swarm集群內(nèi)部的場(chǎng)景。

• 自定義網(wǎng)絡(luò)
  >使用自定義的網(wǎng)絡(luò)，首先要?jiǎng)?chuàng)建網(wǎng)絡(luò)，所有的網(wǎng)絡(luò)都可以通過名字來連接彼此，而不需要link操作了。只要連接這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的彼此，都可以通過名字。底層來說它和link是類型的。通過dns來解析應(yīng)用的名字。然后通過VIP LB的形式來進(jìn)行負(fù)載均衡。

#創(chuàng)建自定義網(wǎng)絡(luò)
docker network create --driver=overlay --attachable mynet

#創(chuàng)建服務(wù)
docker  service create -p 80:80 --network=mynet --name nginx nginx

Ingress 支持外部訪問，Ingress+ link和自定義網(wǎng)絡(luò)只能容器間進(jìn)行訪問。

服務(wù)編排

1. 服務(wù)部署&服務(wù)發(fā)現(xiàn)（上邊說到了）

2. 服務(wù)更新 — docker service update

3. 服務(wù)擴(kuò)縮容 — docker service scale

Swarm

• 對(duì)外以Docker API 接口呈現(xiàn)
  

  好處直接可以平滑的切換到docker swarm上?；静恍枰淖儸F(xiàn)有的系統(tǒng)

• 容易上手，學(xué)習(xí)成本低
  

  之前docker的經(jīng)驗(yàn)可以完成繼承過來。

• 輕量級(jí)，節(jié)省資源
  

  專注docker集群的管理。插件的機(jī)制swarm的模塊都抽象出來對(duì)應(yīng)的API，可以根據(jù)自己的特點(diǎn)進(jìn)行定制實(shí)現(xiàn)。

• 對(duì)docker命令參數(shù)支持完善
  

  跟docker同步發(fā)布，docker的新的特性在dockerSwarm上都可以得到體現(xiàn)。

PS：docker Swarm基本都了解的差不多了。下次開始docker swarm的環(huán)境搭建。