刘沙河
bigox
2023-11-06
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Docker Swarm教程

doc: https://docs.docker.com/engine/swarm/

# 基础概念

  • Docker Swarm是Docker的集群管理工具，它提供了标准的Docker API，所有任何已经与Docker守护程序通信的工具都可以使用Swarm轻松地扩展到多个主机
  • Docker Swarm就是用来管理Docker集群的，但是现在基本上使用的很少，一般都是用的K8S

# 运行原理

  • Swarm集群由多个运行在swarm mode的docker主机组成，docker主机分为管理节点（manager）和工作节点（work node）两种类型

    • 管理节点（manager）：负责整个集群的管理工作包括集群配置、服务管理，服务的创建和调度等

    • 工作节点（work node）：负责运行相应的服务来执行任务（运行容器服务）

      manager节点也可以运行的容器服务,但是一般不这么做，只是让它管理work node

  • Swarm集群的优点：

    • 在线修改Service的配置，包括networks和volumes，不需要重启docker服务

    • 可以将其它standalone模式的docker主机加入到Swarm集群（Standalone模式简单点说就是 manager 和 work 的一种管理关系模式）

  • 在Docker Swarm中有几个基本概念：nodes、Service、tasks、load balancing

# 1. nodes

  • Node是加入到Swarm集群中的Docker实例，即是一个docker节点，包含上面说的【管理节点（manager）和工作节点（work node）】

    • 在部署应用到Swarm集群的时候，会向管理节点提交service定义，管理节点会将这些这些work也就是tasks分发到work节点中

    • Work节点接收并执行管理节点分配的任务，work节点也会将当前tasks的状态通知到管理节点以维护节点的状态信息。

  • 管理节点（manager node）

    • Manager节点主要通过raft算法实现整个集群和运行的service的内部状态维护，Docker官方建议一个集群最好使用基数manager节点数(最大使用7个manager节点)保证可用性 ,Manager节点主要工作是完成以下tasks：
      • 维护cluster state
      • scheduling服务
      • service swarm mode集群服务

  • 工作节点（work node）

    • Work节点是容器实际运行的实例节点，在默认情况下manager节点也是work节点，而且在在Swarm集群中必须存在manager节点

    • manager节点状态、信息的同步根据Raft consensus group(Raft一致性算法)的网络进行通信同步的，而worker之间的通信依靠的是Gossip network通信协议实现的。

  • 管理节点与工作节点的切换

    • 在多节点的Swarm集群中，节点有两种模式：【Active模式，Drain模式】。

    • Swarm调度不会将任务分配到Drain模式，只会在Active模式的节点上分配任务。因此可以将manager节点设置为Drain模式（避免调度任务运行在manager节点，manager指做管理）

    • docker node promote： 命令可以修改节点模式，将worker节点变为manager节点，也可以将manager节点转换为worker节点。

# 2. Service 与 tasks

  • Service是manage和work节点上执行的task的定义，创建service的时候可以指定使用哪个container image以及执行的命令

  • 当Service部署到Swarm集群的时候，swarm管理节点会将service为标准（container image以及执行的命令），然后将service调度到集群的节点上，以一个或多个tasks执行，这些nodes上运行的tasks之间是相互独立的。

  • 在replicated service模式下，swarm管理节点会根据desired state中设置的scale分发replica tasks

  • 在globalservice模式，swarm集群会向每个可用的节点运行tasks

    图片

  • 如上service中有三个replicas tasks，每个实例是Swarm集群中的一个task

  • Task是Swarm集群中调度的最小单元，当创建或更新service时候给定了desired state，集群会调度tasks来实现这种理想状态

  • Task是一种单向机制，它整个周期过程中会完成一系列的状态（assigned、prepared和running等），tasks运行失败集群会remove这个tasks并创建新的tasks来替代。

# 3 load balancing

负载均衡：Swarm集群使用ingress loading balancing提供集群服务，Swarm集群会自动为service分配PublishedPort，默认使用30000-32767范围

# 安装部署

# 1. 准备工作

  • 官方地址 https://docs.docker.com/engine/swarm/

  • 添加私服仓库地址

    由于官方镜像下载比较慢，由于网络原因可能拉取不下来，而集群的每个节点都需要安装镜像，所以使用私有仓库会快很多，当然也可以不使用私有仓库，直接自己下载上传。

    #编辑配置文件
vi /etc/docker/daemon.json
#增加仓库配置信息
# 在daemon.json中添加以下 key，保存退出。此步用于让 docker 信任私有仓库地址
{"insecure-registries":["192.168.242.130:5000"]} 


#重新加载docker配置
systemctl daemon-reload
#重启docker
systemctl restart docker
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# 2. docker-swarm安装

这里模拟安装集群，以三个节点搭建集群在加上一个Harbor节点，节点信息如下

节点 Ip 说明
manager-01 192.168.242.131 swarm-manager 节点
work-01 192.168.242.132 swarm-work节点
work-02 192.168.242.133 swarm-work节点
harbor 192.168.242.130 harbor 私服

安装上述配置，克隆出相应的虚拟机，其中harbor之前已经存在，这里用之前的，所以一共克隆出三个服务器

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  • 查看网络情况

    docker network ls
    1

    图片

  • 初始化manager管理节点

    • 初始化manager管理节点

      #这里使用192.168.242.131这台主机作为manager 所以以下命令在192.168.242.131上执行 端口默认是2377
docker swarm init --advertise-addr 192.168.242.131:2377 --listen-addr 192.168.242.131:2377
# --advertise-addr 指定其他节点连接manager时的地址
# --listen-addr 监控swarm集群manager的IP和端口
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    • 执行上面命令后，就会初始化swarm集群，并且会告诉我们如何增加wrok 节点和manager节点

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  • 再次查看网络情况

    #集群初始化后会新增集群网络
docker network ls
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    图片

  • 查看节点

    docker node ls
    1

    图片

  • 新加一个work节点

    • 通过上面初始化manager返回的命令，给集群加入新的节点，只需要在对应的主机上执行该命令即可

      docker swarm join --token your-token 192.168.242.131:2377
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  • 重新获取token

    #获取一个worker加入集群的token
docker swarm join-token worker
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  • 新加一个manager节点

    • 一个集群要有多个manager节点，上面加入了work节点，接下来在集群中加入一个manager节点，加入方式一样的，先获取manager的token

    • 获取manager节点的token

      #获取一个manager加入集群的token  ，这个命令要在之前的那个manager 192.168.242.131 上执行
docker swarm join-token manager
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    • 加入集群: 这里就用 192.168.242.133 这个主机作为一个manager加入集群

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# 3. swarm节点说明

  • swarm集群中，只有manager节点可以执行swarm命令（比如docker node ls），work节点会报错，因为只有manager节点才可以管理集群，执行集群相关的命令

    work 节点只是不能执行swarm的集群命令，但是docker本身的命令是可以执行的，比如docker ps等

  • 可以分别在manager和node中查看节点的swarm信息，对比差异

    docker info
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  • 在使用docker node ls 命令查看集群的节点信息的时候，有两列需要注意一下：AVAILABILITY，MANAGER STATUS

    图片

    • Leader：该节点是集群管理和编排决策的主要管理器节点。

    • Reachable：该节点是管理者节点正在参与Raft选举。如果Leader节点不可用，则该节点有资格被选为新领导者。

    • Unavailable：该节点属于不能与其他manager通信的manager。如果manager节点不可用，可以将它加入群集，或者将工作器节点升级为管理器。

    • Active：调度程序可以将任务分配给当前节点。

    • Pause：调度程序不会将新任务分配给当前节点，但现有任务仍在运行。

    • Drain：调度程序不会向当前节点分配新任务。调度程序关闭所有现有任务并在可用节点上重新调度这些任务。

    • AVAILABILITY: 决定当前节点可用性，是否用于运容器，它有三个值;

    • 改变节点的可用性(availability)

      docker node update --availability drain 节点Id/名称
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    • MANAGER STATUS

      表示manger节点的状态，work节点为空，它也有三个状态值

# 4. 集群节点管理

  • 节点权限提升/降低

    • 节点manager和work两种，他们的权限不一样，我们可以手动的对节点权限提升/降低，也是将manager降级为work，将work升级为manager节点

    • 升级降级的命令都要在manager节点执行。

    • 将work升级为manager节点

      #将worker节点提升为manager节点，在manager节点执行如下命令：
docker node promote 节点名称|节点ID
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  • 将manager降级为work

    将manager节点降低为worker节点，在manager节点执行如下命令：
docker node demote 节点名称|节点ID
docker node ls
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  • work脱离集群

    #在要脱离集群的节点上使用一下命令， 主动离开集群，让节点处于down状态，才能删除
docker swarm leave
#指向完后，等一会在manager节点使用命令：docker node ls  就会发现该节点已经脱离集群管理
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  • 删除脱离集群的节点

    docker node rm 节点名称|节点ID
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  • manager脱离集群

    • manager节点不能脱离集群，使用docker swarm leave会报错。

    • manager节点不能脱离集群，只能强制退出，manager退出后意味着整个swarm 不复存在。

      #manager节点强制退出
docker swarm leave --force
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# 5. Docker-swarm 命令汇

  • swarm命令汇总

    命令 描述
    docker swarm init 初始化一个 swarm 群集
    docker swarm join 加入群集作为节点或管理器
    docker swarm join-token 管理用于加入群集的令牌
    docker swarm leave 离开 swarm 群集
    docker swarm unlock 解锁 swarm 群集
    docker swarm unlock-key 管理解锁钥匙
    docker swarm update 更新 swarm 群集

  • node命令汇总

    命令 描述
    docker node demote 从 swarm 群集管理器中降级一个或多个节点
    docker node promote 将一个或多个节点推入到群集管理器中(也就是升级节点)
    docker node inspect 显示一个或多个节点的详细信息
    docker node ls 列出 swarm 群集中的节点
    docker node ps 列出在一个或多个节点上运行的任务，默认为当前节点
    docker node rm 从 swarm 群集删除一个或多个节点
    docker node update 更新一个节点

# 图形界面

  • docker-swarm的图形界面需要安装在manager节点上，不然无法操作节点

    #docker官网地址
https://hub.docker.com/r/dockersamples/visualizer
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  • 拉取镜像

    docker pull dockersamples/visualizer:latest
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  • 运行镜像

    # /var/run/docker.sock 是必须要的挂载目录  HOST是指定Ip，需要是manager节点的Ip
docker run -itd --name visualizer -p 8099:8080 -e HOST=192.168.198.131 -e PORT=8080 -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock 192.168.242.130:5000/edwinedu/dockersamples/visualizer:latest
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  • 访问图形界面

    http://192.168.242.131:8099/
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上次更新: 2024/01/16, 22:03:50
Docker Config 教程
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