Docker Swarm 是 Docker 官方项目之一，提供 Docker 容器集群服务，是 Docker 官方对容器云生态进行支持的核心方案。它是Docker公司推出的官方容器集群平台，基于Go语言实现，代码在https://github.com/docker/swarm，使用它，用户可以将多个 Docker 主机封装为单个大型的虚拟 Docker 主机，快速打造一套容器云平台。

Docker Swarm是原生支持Docker集群管理的工具。它可以把多个Docker主机组成的系统转换为单一的虚拟Docker主机，使得容器可以组成跨主机的子网网络。 在很多台机器上部署Docker，组成一个Docker集群，并把整个集群的资源抽象成资源池，使用者部署Docker应用的时候，只需要将应用交给Swarm，Swarm会根据整个集群资源的使用情况来分配资源给部署的Docker应用，可以将这个集群的资源利用率达到最大。

Swarm主从架构

Swarm集群通过Raft协议在多个管理节点中实现共识，工作节点上运行agent接受管理节点的统一管理和任务分配。

基本概念

1、Swarm集群

Swarm集群为一组被统一管理起来的Docker主机。集群是Swarm所管理的对象，这些主机通过Docker引擎的Swarm模式相互沟通，其中部分主机可能作为管理节点响应外部的管理请求，其他主机作为工作节点来实际运行Docker容器。

当用户使用Swarm集群时，首先定义一个服务（指定状态，复制个数，网络，存储，端口等）然后通过管理节点发出启动服务的指令，管理节点随后会按照指定的服务规则进行调度，在集群中启动起来整个服务，并确保它正常运行。

2、节点

节点（Node）是Swarm集群中最小的资源单位，每个节点实际上都是一台Docker主机。

Swarm集群中节点分为两种：

• 管理节点（Manager）：负责响应外部对集群的操作请求，并维持集群中资源，分发任务给工作节点。同时，多个管理节点之间通过Raft协议构成共识。一般推荐每个集群设置5-7个管理节点。
• 工作节点（Worker）：负责执行管理节点安排的具体任务。默认情况下，管理节点自身也同时是工作节点。用户可以通过docker node promote 命令来提升一个工作节点为管理节点；或者通过docker node demote命令来将一个管理节点降级为工作节点。

3、服务和任务

任务 （Task）是 Swarm 中的最小的调度单位，目前来说就是一个单一的容器。

服务 （Services） 是指一组任务的集合，服务定义了任务的属性。

服务有两种模式：

• replicated services 按照一定规则在各个工作节点上运行指定个数的任务。
• global services 每个工作节点上运行一个任务
  两种模式通过 docker service create 的 –mode 参数指定。

5、服务的外部访问

Swarm集群中的服务要被集群外部访问，必须要能允许任务的响应端口映射出来。Swarm中支持入口负载均衡（ingress load balancing）的映射模式，该模式下，每个服务都会被分配一个公开端口，该端口在集群中任意节点上都可以访问到，并被保留给改服务。当有请求发送到任意节点的公开端口时，该节点若并没有实际执行服务相关的容器，则会通过路由机制将请求转发给实际执行了服务容器的工作节点。

创建Swarm集群

1、使用swarm

docker 1.12+ 的版本自带Swarm模式的相关功能，使用 234 、230主机作为管理节点（同时也具备工作节点功能）。

Swarm集群主要操作命令：

• swarm init： 在管理节点上创建一个集群
• node list：列出集群中的节点信息
• swarm join：加入一个新的节点到已有集群中
• swarm update：更新一个swarm集群
• swarm leave： 离开一个集群
• docker service 命令等

2、创建集群

#初始化集群，会自动把当前节点设置为管理节点
[[email protected] ~]# docker swarm init --advertise-addr 192.168.1.234
Swarm initialized: current node (dn76b8r2c01iqikn3lseeerpz) is now a manager.

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

docker swarm join --token SWMTKN-1-3wmqfhzq4u4gvizdbx7yriwz4vt1otppph3fsudlmczmzydpsv-efn4v6v2jiu80p5ejmee
v0qpb 192.168.1.234:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

#查看swarm worker的连接令牌
docker swarm join-token worker

#查看swarm manager的连接令牌
docker swarm join-token manager

注意提示返回的token就是节点加入集群需要的信息。这里是两个管理节点 按照提示执行’docker swarm join-token manager’ 查看返回的token，在Host2中执行加入集群。

3、加入集群并成为管理节点

#查看管理节点的token
[[email protected] ~]# docker swarm join-token manager
To add a manager to this swarm, run the following command:

docker swarm join --token SWMTKN-1-3wmqfhzq4u4gvizdbx7yriwz4vt1otppph3fsudlmczmzydpsv-11xvmfwn8sbchpohn
66bdyxch 192.168.1.234:2377

#在Host2中加入集群
[[email protected] ~]# docker swarm join --token SWMTKN-1-3wmqfhzq4u4gvizdbx7yriwz4vt1otppph3fsudlmczmzydpsv
-11xvmfwn8sbchpohn66bdyxch 192.168.1.34:2377
This node joined a swarm as a manager.

4、查看集群节点信息

[[email protected] ~]# docker node ls
ID                            HOSTNAME   STATUS       AVAILABILITY     MANAGER STATUS      ENGINE VERSION
dn76b8r2c01iqikn3lseeerpz     host1      Ready        Active            Leader              18.09.0
1a8u2l2hvze8m53vbsrjknco8 *   host2      Ready        Active           Reachable            18.09.0

5、升降级节点

#将节点升级为manager
docker node promote host2

#将节点降级为worker
docker node demote host2

部署集群服务

1、在集群中创建一个nginx服务，副本数为2，映射端口8086>80，镜像为nginx:1.14.2-alpine

docker service create --replicas 2 --name nginx -p 8086:80 nginx:1.14.2-alpine
overall progress: 2 out of 2 tasks 
1/2: running   [==================================================>] 
2/2: running   [==================================================>] 
verify: Service converged 

#查看服务信息
[[email protected] ~]# docker service ls
ID                  NAME         MODE            REPLICAS     IMAGE                 PORTS
ni3oqz5un7oe        nginx      replicated          2/2        nginx:1.14.2-alpine   *:8086->80/tcp

2、列出服务的任务信息

[[email protected] ~]# docker service ps nginx 
ID              NAME        IMAGE             NODE    DESIRED STATE       CURRENT STATE     ERROR   PORTS
uit9jtrt6jno   nginx.1   nginx:1.14.2-alpine  host1   Running  Running 37 seconds ago          
mpsqts6y60s3   nginx.2   nginx:1.14.2-alpine  host2    Running  Running 15 seconds ago

3、使用scale命令参数弹性伸缩服务个数。

#设置nginx服务个数为4个
[[email protected] ~]# docker service scale nginx=4
nginx scaled to 4
overall progress: 4 out of 4 tasks 
1/4: running   
2/4: running   
3/4: running   
4/4: running   
verify: Service converged 

#查看服务信息
[[email protected] ~]# docker service ps nginx 
ID                  NAME        IMAGE                 NODE       DESIRED STATE       CURRENT STATE       
uit9jtrt6jno        nginx.1    nginx:1.14.2-alpine   host1       Running         Running 9 hours ag
f4u4gbsepd6b        nginx.2     nginx:1.14.2-alpine   host2      Running         Running 7 hours ago             
mpsqts6y60s3         \_ nginx.2   nginx:1.14.2-alpine   host2    Shutdown        Complete 7 hours ago               
lv6vkwnvzv63        nginx.3      nginx:1.14.2-alpine   host1     Running         Running 13 seconds ago     
ad635fz3d4fp        nginx.4     nginx:1.14.2-alpine   host2      Running         Running 13 seconds ago

4、测试访问http://192.168.1.234:8086 或者http://192.168.1.230:8086查看服务是否正常

[[email protected] ~]# curl http://192.168.1.230:8086
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
.......................................

5、服务镜像升级与回滚

#将nginx服务升级到nginx:1.15.8-alpine版本
[[email protected] ~]# docker service update --image nginx:1.15.8-alpine --update-parallelism 2 --update-delay 10s 
nginx 

#回滚
[[email protected] ~]# docker service update --rollback nginx

–update-parallelism: 同时更新的最大任务数量

–update-delay：更新服务的时间间隔

Docker service 命令列表

Docker官方参考文档：docker swarm