Docker Swarm群集项目案例

DockerSwarm群集
DockerSwarm 是一个用于创建 Docker 主机（运行 Docker 守护进程的服务器）集群的工具，使用 Swarm 操作集群，会使用户感觉就像是在一台主机上进行操作
docker1.12 集成了 swarmkit, 使你可以不用安装额外的软件包, 使用简单的命令启动创建
docker swarm 集群。
如果你在运行 Docker 1.12 时，你就可以原生创建一个 Swarm 集群 .集成了 swarm 集群的安全特性, 集成了K-V 存储, 你现在不需要额外部署 etcd 或者 consul。在 Docker1.12 版本中，一个大的功能点是 swarm 集群（基于 swarmkit 项目），通过 Docker
命令可以直接实现 docker-engine 相互发现，并组建成为一个容器集群。
SwarmKit 将节点分为两类：
工作节点（Worker ）:负责通过执行容器运行任务。SwarmKit 的默认执行器为 Docker 容器执
行器（Docker Container Executor）。（1）内建分布式存储，不要额外的数据库
（2）支持 Rolling update
（3 容器高可用
（4）通过 TLS 保证了节点之间通讯的安全
管理节点（Manager ）:负责接收和响应用户请求，将集群状态调节到最终状态。在 SwarmKit
中，用户可以动态调整节点的角色，即在 Manager 和 Worker 之间转换。如下图所示，这是一个典型的 master-slave 的架构。每个节点都是运行着 Docker Engine 的Docker 主机。一些节点有更高的权限，被称为 Manager。下面的节点是 worker 节点，接收
来自 manager 组的任务指示。



部署 docker1.12 Swarm
实验环境：
这里选择三台主机运行 Swarm，依次为：
node1 192.168.1.104
node2 192.168.1.105
node3 192.168.1.113
基本环境配置
3 台主机确保时间一致 ntp
3 台主机均关闭 selinux，开启路由转发。
3 台主机根据上面的实验环境描述修改主机名和 ip 地址
系统环境准备
准备系统环境, 配置 host 列表
3 台主机均修改/etc/hosts 文件，添加所有主机的 ip 地址和主机名的映射记录
以 node1 为例子:



开启宿主机之间的端口
TCP 端口 2377 集群管理端口
TCP 与 UDP 端口 7946 节点之间通讯端口
TCP 与 UDP 端口 4789 overlay 网络通讯端口
配置所有节点密钥登录.

配置所下节点密钥互信, 在 node1 可以免密码登录各节点,只在 node1 上执行:
生成 sshkey



发布 sshkey 到各个节点



测试密钥登录



安装 docker 1.12(按照docs.docker.com 官网安装)
在所有节点上安装 docker 1.12:
以下命令请在所有节点上执行.
添加 docker repo 文件
rm -rf /etc/yum.repos.d/*
tee /etc/yum.repos.d/docker.repo<<-'EOF'
[dockerrepo]
name=Docker Repository
baseurl=https://yum.dockerproject.org/repo/main/centos/7/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://yum.dockerproject.org/gpg
EOF
安装 docker package
yum-y install docker-engine
启动 docker



检查 docker 版本




docker1.12 Swarm 模式简介
Docker Engine 1.12 集成了 Swarm 集群工具.
主要使用三个新的命令行工具创建一个 swarm 集群:
docker swarm 开启 swarm 模式; 加入 Swarm 集群; 配置集群参数
docker node 查询集群节点信息; 提升/移除一个管理节点; 管理 swarm 节点主机
docker service 创建管理 service
可以查看 docker –help

创建 Swarm 集群
在 node1 上初始化 swram 集群:
注意：你只需要在一个 node1 上初始化 swarm 集群,其他 node 加入这个集群就行了, 所以以
下命令只需要在 node1 上运行.



解释：根据如上命令的提示:
我们的其他节点服务器,以 worker 角色加入 swarm 集群需要登录到服务器运行如下命令:



以 manager 角色加入 swarm 集群:



--advertise-addr 参数, 后面跟你 swarm 集群的通讯地址, 也就是node1 的地址.

查看端口号监听情况



检查 node1 docker swarm mode 信息:
#docker info
显示信息如下：



查看 swarm 集群 node 列表



可以看到,我们的 swarm 集群中只有一个节点.现在我们把其他节点加入我们的集群中:
把其他节点加入集群中:
在 node1 通过 ssh, 在 node2-node3 上执行上面的加入集群命令:



注： 如果你不记得上面提示的加入 swarm 集群的命令和密钥可以使用如下方式查看 worker
节点和 manager 节点的加入命令



再次检查集群节点列表, 我们可以看到所有的服务器都已经加入 swarm 集群了



不过现在集群只有一个manager节点node1,为了swarm集群的高可用,和避免单点故障. 我
们希望建立多个 manager 节点集群.
只需要通过如下命令, 提升 worker 节点成 manager 节点:
[root@node1 ~]# docker node promote node2



查看 node2 的 docker info



现在我们可以看到, 已经有2个manager节点了, 一个Leader节点, 一个Reachable节点. 现
在你也可以在 node2 上面管理整个swarm 集群.
我们的 swarm 集群就搭建完毕了. 超级简单
习惯使用 docker 命令帮助：docker<command>--help
总结：
docker swarm：集群管理，子命令主要有下面几个。
docker swarm init 命令用于初始化一个集群
dockerswarm join 命令用于加入一个现有集群
dockerswarm leave 命令由于离开集群
附：node 下线
有些时候需要维护一个节点，此时此节点可能会网络断开或者需要关机，造成节点上服务不可用。使用 docker node update --availability drain<NODE-ID>将节点下线，swarm 会将当前节
点上的容器关闭并在其他节点上启动。当维护完成，需要上线是，将节点状态修改为 active
状态即可,命令如下：docker nodeupdate --availability active <NODE-ID>

有了 Docker Swarm 集群我们如何把我们的应用跑在 Swarm 集群上呢?很简单, 基本上原来我们使用 docker run 的命令创建容器, 把前面替换成 docker servicecreate 就行了.
建议搭建一个 registry，为所的 docker 主机提供镜像下载，否则你需要在每个 docker 主机本地存在容器镜像。
所以搭建一个私有仓库，由私有仓库提供所需要的镜像，
本实验环境中用 node1 同时作为registry。
拉取本地私有仓库 registry，查看registry 镜像
开启路由转发
vi /etc/sysctl.cof
添加 net.ipv4.ip_forward=1
执行 sysctl -p 使修改生效
#docker pull registry:2
#docker images



附：registry1 是 python 语言写的，而现在 registry2 版本即 docker distribution 更加安全和快
速，并且是用 go 语言写的。
基于私有仓库镜像运行容器
默认情况下，registry2 会将仓库存放于容器的/var/lib/registry 目录下，这样如果容器被删除，
则存放于容器中的镜像也会丢失，所以我们一般情况下会指定本地一个目录挂载到容器的
/var/lib/registry下，两个目录下都有！
·registry 的默认存储路径是/var/lib/registry，只是个临时目录，一段时间之后就会消失
·所以使用-v 参数，指定个本地持久的路径，







返回{"repositories":[]} 说明 registry 服务工作正常.
注：镜像信息存放在/var/lib/registry 目录下，因此这里将宿主机目录映射到/var/lib/registry
所有主机都指向 registry 服务器：
停止 docker 服务
#systemctl stop docker
修改/usr/lib/systemd/system/docker.service，修改后保存退出



重载 docker 服务并启动 docker 服务
#systemctl daemon-reload
#systemctl startdocker
测试本地镜像仓库
有了本地镜像仓库 registry, 现在我们推送一个测试镜像到本机镜像仓库, 测试下 registry 服
务.
测试：在 node2 主机上推送镜像到registry
如果想把镜像推送到本地 registry.

需要先 tag 这个镜像的名字成<registry>/<imagename>:<tag>



查看镜像：



将 tag 后的镜像上传到 registry.



push 成功后, 可以调用 registry API 查看 registry 中的镜像







在 node3 主机测试从 registry 下载镜像







overlay 网络
解决了镜像构建问题, 为了让应用跑在 swram集群 上,我们还需要解决容器间的网络访问问题.
单台服务器的时候我们应用所有的容器都跑在一台主机上, 所以容器之间的网络是互通的.现在我们的集群有 3 台主机, 所以 docker 应用的服务会分布在这 3 台主机上.如何保证不同主机上的容器网络互通呢?swarm集群 已经帮我们解决了这个问题了,就是只用 overlay network .在docker 1.12 以前, swarm 集群需要一个额外的key-value 存储(consul, etcd). 来同步网络配置, 保证所有容器在同一个网段中.
在docker 1.12 已经内置了这个存储, 集成了overlay networks 的支持.下面我们演示下如何创建一个 overlay network:注：swarm 上默认已有一个名为ingress 的 overlay 网络, 可以直接使用, 但本文会创建一个
新的
为我们的 docker 应用创建一个名为 dockercoins 的 overlay network



查询 docker network 列表



在网络列表中你可以看到 dockercoins 网络的 SCOPE 是 swarm, 表示该网络在整个 swarm 集群生效的, 其他一些网络是 local, 表示本机网络.
你只需要在 manager 节点创建 network, swarm 集群会自动处理配置到其他的节点,这是你可以查看其他节点的 network. dockercoins 网络已经都创建了.:



注：一旦新的任务被指定给这个节点，Overlay 网络就会被按需创建。

在 swarm 集群上运行 docker 应用
概念解释：service
Docker1.12 swarm 引入了服务的概念,一个服务由多个任务组成，一个任务即一个运行的容器。
服务包括两种类型：
复制服务（replicated services）：类似 k8s 中复制集的概念，保持一定数量的相同任务在集
群中运行；
全局服务（global services）：类似 k8s 中 daemon 的概念，每个工作节点上运行一个。

发布服务：
在 manager 上执行如下命令:
下面我们可以使用之前 push 到本地镜像仓库的镜像启动服务, 以 centos:http 为例:

以复制服务类型运行服务
在 manager 上执行如下命令:



docker service create 命令创建一个 service.
--name 标签命名 service 为 web1.
--replicas 标签来声明 1 个运行实体(即容器副本数)
注意, 我们启动的镜像名字192.168.1.104:5000/centos:http 使用我们本地镜像仓库的镜像名
称, 这样当主机上没有这个镜像时, 会自动到本地镜像仓库拉取镜像.
使用 docker service ls 查看服务



dockerservice inspect 命令用户查看 service 详细信息

使用 docker serviceps<SERVICE-ID/NAME>查看服务运行在哪个节点上



现在你可以用浏览器访问 http://192.168.1.104:8000 就能访问测试页



事实上, 你可以访问swarm集群中的所有节点192.168.1.105、192.168.1.113的8000端口, 都可以访问测试页。（注：将 firewall 防火墙默认区域设置为 trusted）

在 manager 上执行如下命令:



--replicas 标签来声明 2 个运行实体
查看服务：







从上图可以看到 web2 名称的service 有 2 个副本分别运行在 node2 和 node3 节点上。

以全局服务类型运行服务



从下图可以看到服务 web4 在每个节点上都运行一个


下面我们扩展旧的服务，从下图可以看到 web1 service 目前只有一个副本


扩展已有的服务的副本数，这里将 web1 服务扩展到 3 个副本


缩减已有的服务的副本数，这里将 web1 服务缩减到 2 个副本





Swarm节点是自组织（self-organizing）和自修复（self-healing）的，什么意思？只要有节点或容器宕掉，swarm engine 就会尝试修复，下面我们来具体看一下
自修复（self-healing）
经过上面的操作之后，我们有以下 3 个节点：


运行着 4 个服务共 7 个任务（容器）


Node1 节点上运行着容器 3 个容器还有一个私有仓库注册服务器容器


Node2 节点上运行着容器 2 个容器


Node3 节点上运行着容器 2 个容器



现在我们让 node3 上的容器都宕掉或部分宕掉



一旦 node3 上所有容器停止，Docker 就会试图在相同的节点上启动 2 个不同 ID 的容器。这就是 Docker Swarm Engine 的 self-healing 功能。
在 node3 节点上执行 dockerps 查看
Self-Organizing
现在我们让 node3 整个宕掉，node3 上的容器会自动在其它节点上启动。
在 manager 节点上执行 dockerserver ps 服务名

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