一、什么是docker swarm

  Docker Swarm 和 Docker Compose 一样，都是 Docker 官方容器编排项目，但不同的是， Docker Compose 是一个在单个服务器或主机上创建多个容器的工具，而 Docker Swarm 则可以在多个服务器或主机上创建容器集群服务，对于微服务的部署，显然 Docker Swarm 会更加适合。

docker deamon：

  Swarm deamon只是一个调度器(Scheduler)加路由器(router),Swarm自己不运行容器，它只是接受Docker客户端发来的请求，调度适合的节点来运行容器，这就意味着，即使Swarm由于某些原因挂掉了，集群中的节点也会照常运行，放Swarm重新恢复运行之后，他会收集重建集群信息。

二、Docker Swarm 基本结构

    Swarm是典型的master-slave结构，通过发现服务来选举manager。manager是中心管理节点，各个node上运行agent接受manager的统一管理，集群会自动通过Raft协议分布式选举出manager节点，无需额外的发现服务支持，避免了单点的瓶颈问题，同时也内置了DNS的负载均衡和对外部负载均衡机制的集成支持

三、Swarm的几个关键概念

1.Swarm

集群的管理和编排是使用嵌入docker引擎的SwarmKit，可以在docker初始化时启动swarm模式或者加入已存在的swarm

2.Node

一个节点是docker引擎集群的一个实例，可以将其视为Docker节点。

您可以在单个物理计算机或云服务器上运行一个或多个节点，但生产群集部署通常包括分布在多个物理和云计算机上的Docker节点。

要将应用程序部署到swarm，请将服务定义提交给管理器节点。

管理器节点将称为任务的工作单元分派给工作节点。

Manager节点还执行维护所需群集状态所需的编排和集群管理功能。Manager节点选择单个领导者来执行编排任务。

工作节点接收并执行从管理器节点分派的任务。

默认情况下，管理器节点还将服务作为工作节点运行，但您可以将它们配置为仅运行管理器任务并且是仅管理器节点。代理程序在每个工作程序节点上运行，并报告分配给它的任务。工作节点向管理器节点通知其分配的任务的当前状态，以便管理器可以维持每个工作者的期望状态。

3.Service

一个服务是任务的定义，在管理机或工作节点上执行。它是群体系统的中心结构，是用户与群体交互的主要根源。创建服务时，你需要指定要使用的容器镜像。

4.Task

任务是在docekr容器中执行的命令，Manager节点根据指定数量的任务副本分配任务给worker节点

四、swarm的调度策略

   Swarm在调度(scheduler)节点（leader节点）运行容器的时候，会根据指定的策略来计算最适合运行容器的节点，目前支持的策略有：spread, binpack, random.

1、Random

  顾名思义，就是随机选择一个Node来运行容器，一般用作调试用，spread和binpack策略会根据各个节点的可用的CPU, RAM以及正在运

行的容器的数量来计算应该运行容器的节点。

2、Spread

  在同等条件下，Spread策略会选择运行容器最少的那台节点来运行新的容器，binpack策略会选择运行容器最集中的那台机器来运行新的节点。

使用Spread策略会使得容器会均衡的分布在集群中的各个节点上运行，一旦一个节点挂掉了只会损失少部分的容器。

3、Binpack

  Binpack策略最大化的避免容器碎片化，就是说binpack策略尽可能的把还未使用的节点留给需要更大空间的容器运行，尽可能的把容器运行在一个节点上面。

五、Swarm Cluster模式特性

1）批量创建服务

建立容器之前先创建一个overlay的网络，用来保证在不同主机上的容器网络互通的网络模式

2）强大的集群的容错性

    当容器副本中的其中某一个或某几个节点宕机后，cluster会根据自己的服务注册发现机制，以及之前设定的值--replicas n，在集群中剩余的空闲节点上，重新拉起容器副本。整个副本迁移的过程无需人工干预，迁移后原本的集群的load balance依旧好使！不难看出，docker service其实不仅仅是批量启动服务这么简单，而是在集群中定义了一种状态。Cluster会持续检测服务的健康状态并维护集群的高可用性。

3）服务节点的可扩展性

    Swarm Cluster不光只是提供了优秀的高可用性，同时也提供了节点弹性扩展或缩减的功能。当容器组想动态扩展时，只需通过scale参数即可复制出新的副本出来。

   仔细观察的话，可以发现所有扩展出来的容器副本都run在原先的节点下面，如果有需求想在每台节点上都run一个相同的副本，方法其实很简单，只需要在命令中将"--replicas n"更换成"--mode=global"即可！

复制服务（--replicas n）随机发放副本

  将一系列复制任务分发至各节点当中，具体取决于您所需要的设置状态，例如“--replicas 3”。

全局服务（--mode=global）表示在全部的容器内创建这个副本

  适用于集群内全部可用节点上的服务任务，例如“--mode global”。如果大家在 Swarm 集群中设有 7 台 Docker 节点，则全部节点之上都将存在对应容器。

第六、搭建docker swarm群集

1、定义群集

init 初始化

--advertise-addr 指定ip地址创建

docker Swarm容器编排工具_数据

2、创建好后会自动生成加入节点的命令，如图所示  复制下来粘贴到需要加入的docker节点内

docker Swarm容器编排工具_nginx_02

docker Swarm容器编排工具_数据_03

3、 我们在manager节点下查看是否加入成功

docker Swarm容器编排工具_数据_04

docker Swarm容器编排工具_数据_05

这里搭建docker swarm就搭建完成了

第七、docker swarm 命令和实现

docker swarm群集管理命令关键字：

docker Swarm容器编排工具_docker_06

docker node节点关键命令：

docker Swarm容器编排工具_docker_07

docker node节点关键命令：

docker Swarm容器编排工具_数据_08

命令实现：

显示 Docker 系统信息，包括镜像和容器数

docker info

info内容详情： 

Client:
 Debug Mode: false      #
 
Server:
 Containers: 0      #当前主机运行的容器总数
  Running: 0       #有几个容器正在运行
  Paused: 0      #有几个容器是暂停的
  Stopped: 0      #有几个容器时停止的
 Images: 0      #当前服务器的镜像数量
 Server Version: 20.10.12      #服务端版本
 Storage Driver: overlay2      #正在使用的存储引擎
  Backing Filesystem: xfs      #后端文件系统，即服务器的磁盘文件系统
  Supports d_type: true      #是否支持d_type
  Native Overlay Diff: true      #是否支持差异数据存储
 Logging Driver: json-file      #日志类型
 Cgroup Driver: cgroupfs      #Cgroups
 Plugins:      #插件
  Volume: local      #卷
  Network: bridge host ipvlan macvlan null overlay      #支持的网络类型，overlay实现跨主机通信
  Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file local logentries splunk syslog      #支持的日志类型
 Swarm: inactive      #是否支持swarm(docker的容器编排工具)
 Runtimes: runc      #已安装的容器运行机制
 Default Runtime: runc      #默认使用的容器运行机制
 Init Binary: docker-init      #初始化容器的守护进程，即pid为1的进程
 containerd version:       b34a5c8af56e510852c35414db4c1f4fa6172339      #容器版本ID
 runc version: 3e425f80a8c931f88e6d94a8c831b9d5aa481657      #runc版本ID
 init version: fec3683      #init版本
 Security Options:      #安全选项
  Apparmor      #安全模块，https://docs.docker.com/engine/security/apparmor
  seccomp      #审计模块，https://docs.docker.com/engine/security/seccomp
   Profile: default      #默认的配置文件
 Kernel Version: 3.10.0-1062.el7.x86_64      #宿主机内核版本
 Operating System: CentOS Linux 7 (Core)      #宿主机操作系统
 OSType: linux      #宿柱机操作系统类型
 Architecture: x86_64      #宿主机架构
 CPUs: 1      #宿主机CPU数量
 Total Memory: 972.4MiB      #宿主机总内存
 Name: localhost.localdomain      #宿主机hostname
 ID: DIPK:XV7U:XY42:FTSH:T3AQ:TBXG:XK4F:WGZ6:YH2J:7LLQ:ZHMV:V45L      #宿主机ID
 Docker Root Dir: /var/lib/docker      #宿主机数据保存目录
 Debug Mode: false      #是否开启debug
 Registry: https://index.docker.io/v1/      #镜像仓库
 Labels:      #其他标签
 Experimental: false      #是否是测试版
 Insecure Registries:      #非安全的镜像仓库
  127.0.0.0/8
 Live Restore Enabled: false      #是否开启活动重启（重启docker-daemon不关闭容器）
 Product License: Community Engine      #产品许可证

查看swarm群集节点：

docker Swarm容器编排工具_数据_09

docker Swarm容器编排工具_nginx_10

如果想对某一台节点进行一个暂停维护： #下线节点

docker Swarm容器编排工具_nginx_11

docker Swarm容器编排工具_数据_12

上线节点：

docker Swarm容器编排工具_nginx_13

docker Swarm容器编排工具_数据_14

docker swarm删除节点：

docker Swarm容器编排工具_nginx_15

docker Swarm容器编排工具_nginx_16

docker swarm删除后从新添加新节点：  #获取加入信息

docker Swarm容器编排工具_数据_17

在从新添加节点出现一下错误

如果出现这种情况： #表示这台docker容器已经加入过群集了 无法添加，这里需要手动删除

Error response from daemon: This node is already part of a swarm. Use "docker swarm leave" to leave this swarm and join another one.

解决办法： #这里的leave就是在集群中删除节点，-f参数强制删除

docker Swarm容器编排工具_docker_18

从新加入：

docker Swarm容器编排工具_nginx_19

我们这里再看一下节点是否加入：

docker Swarm容器编排工具_nginx_20

举例

通过例子我们更好的来熟悉docker  swarm的群集命令

利用docker swarm搭建nginx 群集

1、首先创建一个跨主机的网络 用docker自带的overlay网络即可

      # -d 驱动程序来管理网络  #网络名字nginx_net

docker Swarm容器编排工具_数据_21

创建完成后查看：

docker Swarm容器编排工具_nginx_22

docker Swarm容器编排工具_数据_23

2、发布一个服务  为了提升效率 提前将镜像导入到群集机器内，导入后创建三个副本

docker Swarm容器编排工具_nginx_24

server create 创建服务 --replicas 副本数  --network 使用网络的名字 --name 创建完成后服务的名称

docker Swarm容器编排工具_数据_25

查看：

docker Swarm容器编排工具_数据_26

docker Swarm容器编排工具_数据_27

查看详情：

docker Swarm容器编排工具_nginx_28

inspect 查看详情

--pretty 使命令输出格式化为可读的格式  #不加这条会看到更加详细的内容

这里显示的是一些服务的详细信息，如果想看服务在那台机器上运行用：

docker Swarm容器编排工具_nginx_29

docker Swarm容器编排工具_数据_30

3、做完我们尝试访问一下

docker Swarm容器编排工具_数据_31

-i  显示请求头部信

docker Swarm容器编排工具_数据_32


这里访问都是 轮巡访问状态 3个副本轮流访问


docker swarm 扩容副本收缩副本数量

最后的数值是副本数量，可大可小

docker Swarm容器编排工具_docker_33

docker Swarm容器编排工具_nginx_34

##这里注意如果有任何一台node节点宕机，副本数不会遍，跑在宕机节点的容器会自动跑在其他节点上。这里我们做个演示，我已经副本收缩到3个了

模拟宕机 docker03

docker Swarm容器编排工具_数据_35

docker Swarm容器编排工具_数据_36

看节点：

docker Swarm容器编排工具_数据_37

docker Swarm容器编排工具_数据_38

查看服务：可以看打 docker03 上的nginx.3 跑到docker01上面了

docker Swarm容器编排工具_nginx_39

docker Swarm容器编排工具_nginx_40

从新启动一下docker03 自动就加入到

docker Swarm容器编排工具_数据_41

注意这里想要服务跑到原来的机器上 需要在对应的docker主机上停止并删除容器

这里我就强制删除容器了：

到docker01上面看一下容器id号

docker Swarm容器编排工具_数据_42

docker Swarm容器编排工具_数据_43

删除容器：

docker Swarm容器编排工具_数据_44

查看是否恢复到以前的docker03上面：

docker Swarm容器编排工具_数据_45

下面的/_开头的是历史记录不用管

升级镜像：  #如果镜像版本太低可以升级镜像 ，因为我用的最新的nginx镜像，我就降级了

命令：  我将版本从latest降级到1.18 版本了  升级的话 nginx:new 或者 nginx:+版本号或者latest ,没有镜像会自动下载

docker Swarm容器编排工具_docker_46

这样做会将原来的容器停止掉，产生新的容器并且运行

docker Swarm容器编排工具_nginx_47

docker swarm使用volume数据卷

1、为了更直观 我这里将服务全部删除从新运行一下

docker Swarm容器编排工具_docker_48

2、创建数据卷，我们创建具名数据卷

docker Swarm容器编排工具_数据_49

查看全部数据卷：

docker Swarm容器编排工具_数据_50

查看具体数据卷位置

docker Swarm容器编排工具_数据_51

数据间位置就在画出的地方

docker Swarm容器编排工具_docker_52

3、创建并挂载数据卷

我们将nginx默认主页目录挂在出来 方便我们更改目录

type文件类型

src需要挂在的目录或者数据卷名字

dst挂载容器内容的目录位置

docker Swarm容器编排工具_nginx_53

我们进到目录下 看看是否有主页默认的index文件了

docker Swarm容器编排工具_docker_54

docker Swarm容器编排工具_数据_55

当然 在别的环境 尽量挂载到数据文件 ，因为我这里挂载的是主页目录文件所以我修改index.html文件的话只有一台能主页能变 其余两台不变

假如我在docker01上面改主页文件，那么只有docker01的主页才会更改

说白了就是 每个docker主机的数据卷目录都是独立的，修改一个不能通用

第二种挂载方式：

type文件类型  参数target表示容器里面的路径，source表示本地硬盘路径

docker Swarm容器编排工具_nginx_56