一. 什么是docker swarm?

Swarm 在 Docker 1.12 版本之前属于一个独立的项目，在 Docker 1.12 版本发布之后，该项目合并到了 Docker 中，成为 Docker 的一个子命令。目前，Swarm 是 Docker 社区提供的唯一一个原生支持 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。

Docker Swarm 是一个为 IT 运维团队提供集群和调度能力的编排工具。用户可以把集群中所有 Docker Engine 整合进一个「虚拟 Engine」的资源池，通过执行命令与单一的主 Swarm 进行沟通，而不必分别和每个 Docker Engine 沟通。在灵活的调度策略下，IT 团队可以更好地管理可用的主机资源，保证应用容器的高效运行。

Swarm的基本架构如下图所示:

二. Docker Swarm 优点

任何规模都有高性能表现

对于企业级的 Docker Engine 集群和容器调度而言，可拓展性是关键。任何规模的公司——不论是拥有五个还是上千个服务器——都能在其环境下有效使用 Swarm。

经过测试，Swarm 可拓展性的极限是在 1000 个节点上运行 50000 个部署容器，每个容器的启动时间为亚秒级，同时性能无减损。

灵活的容器调度

Swarm 帮助 IT 运维团队在有限条件下将性能表现和资源利用最优化。Swarm 的内置调度器（scheduler）支持多种过滤器，包括：节点标签，亲和性和多种容器部策略如 binpack、spread、random 等等。

服务的持续可用性

Docker Swarm 由 Swarm Manager 提供高可用性，通过创建多个 Swarm master 节点和制定主 master 节点宕机时的备选策略。如果一个 master 节点宕机，那么一个 slave 节点就会被升格为 master 节点，直到原来的 master 节点恢复正常。

此外，如果某个节点无法加入集群，Swarm 会继续尝试加入，并提供错误警报和日志。在节点出错时，Swarm 现在可以尝试把容器重新调度到正常的节点上去。

和 Docker API 及整合支持的兼容性

Swarm 对 Docker API 完全支持，这意味着它能为使用不同 Docker 工具（如 Docker CLI，Compose，Trusted Registry，Hub 和 UCP）的用户提供无缝衔接的使用体验。

Docker Swarm 为 Docker 化应用的核心功能（诸如多主机网络和存储卷管理）提供原生支持

开发的 Compose 文件能（通过 docker-compose up ）轻易地部署到测试服务器或 Swarm 集群上。Docker Swarm 还可以从 Docker Trusted Registry 或 Hub 里 pull 并 run 镜像。

三. 相关概念

节点

有两种类型的节点： managers 和 workers.

管理节点（managers） 管理节点用于 Swarm 集群的管理，docker swarm 命令基本只能在管理节点执行（节点退出集群命令 docker swarm leave 可以在工作节点执行）。一个 Swarm 集群可以有多个管理节点，但只有一个管理节点可以成为 leader，leader 通过 raft 协议实现。

为了利用swarm模式的容错功能，Docker建议您根据组织的高可用性要求实现奇数个节点。当您拥有多个管理器时，您可以从管理器节点的故障中恢复而无需停机。

N个管理节点的集群容忍最多损失 (N-1)/2 个管理节点。 Docker建议一个集群最多7个管理器节点。 重要说明：添加更多管理节点并不意味着可扩展性更高或性能更高。一般而言，情况正好相反。

工作节点（workers）

工作节点是任务执行节点，管理节点将服务 (service) 下发至工作节点执行。管理节点默认也作为工作节点。你也可以通过配置让服务只运行在管理节点。下图展示了集群中管理节点与工作节点的关系。

服务和任务

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 （复制服务）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 （全局服务）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。下图展示了容器、任务、服务的关系。

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。

四. Swarm 集群

准备工作

服务器

在主机之间打开端口(2377、7946、4789),或者直接关闭防火墙，关闭selinux

关闭selinux

进入到/etc/selinux/config文件 修改SELINUX为disabled

vi /etc/selinux/config

#将 SELINUX=enforcing 改为 SELINUX=disabled
复制代码

设置系统主机名以及 Host 文件的相互解析

master执行：hostnamectl set-hostname master
node01执行：hostnamectl set-hostname node01
node02执行：hostnamectl set-hostname node02
复制代码

设置hosts文件相互解析(三台都要设置)

192.168.33.11	master
192.168.33.12	node01
192.168.33.13	node02
复制代码

初始化swarm

把第一台机器master充当管理节点，第二台node01 、第三台node02作为工作节点。

在master节点执行：docker swarm init --advertise-addr 192.168.33.11

docker swarm init --advertise-addr 192.168.33.11
复制代码

上面输出的这一段就是其他工作节点加入集群的命令：

docker swarm join --token SWMTKN-1-3v46nt5v1uinmnl6x6ggxx1w7nbbh3yqzs5mu0gloxg58u7ntv-6eazokhvzyctk5ycl3msba36a 192.168.33.11:2377

# 也可以通过命令获取加入命令
docker swarm join-token worker 
复制代码

如果你的 Docker 主机有多个网卡，拥有多个 IP，必须使用 –advertise-addr 指定 IP。

执行 docker swarm init 命令的节点自动成为管理节点。

命令 docker info 可以查看 swarm 集群状态。

工作节点加入 swarm 集群

在工作节点执行上面的加入指令(注意你的防火墙，最好关掉防火墙)

docker swarm join --token SWMTKN-1-3v46nt5v1uinmnl6x6ggxx1w7nbbh3yqzs5mu0gloxg58u7ntv-6eazokhvzyctk5ycl3msba36a 192.168.33.11:2377
复制代码

看到 This node joined a swarm as a worker. 说明成功。

node02,node03都加入集群。

在管理节点查看

docker node ls
复制代码

为了高可用，我们升级工作节点为管理节点。

docker node promote node01
docker node promote node02
复制代码

这时我们再看集群的节点信息

node02、node03的 集群状态变为 Reachable（选举者），因为集群中节点Leader只能有一个，这个类似zookeeper，只不过zookeepers用的算法是paxos，Swarm用的算法是raft。

退出 Swarm 集群

如果 Manager 想要退出 Swarm 集群， 在 Manager Node 上执行如下命令(主动离开集群，让节点处于down状态，才能删除)：

docker swarm leave
复制代码

（管理节点，解散集群）如果集群中还存在其它的 Worker Node，还希望 Manager 退出集群，则加上一个强制选项，命令行如下所示：

docker swarm leave --force
复制代码

排空节点上的集群容器 。

docker node update --availability drain xxxxxxxxxxxx
复制代码

删除指定节点 （管理节点上操作）

docker node rm xxxxxxxxxxxx
复制代码

退出后的节点，依然可以使用 上面的 docker swarm join --token 重新加入集群。

集群上部署应用

创建服务

docker service create --replicas 1 --name 别名 镜像ID

# replicas:指定运行服务的数量.（和k8s需要运行的副本数道理是一样的）

# 例如 以下命令将nginx容器中的端口80发布到群集中任何节点的端口8080
docker service create \
  --name my-web \
  --publish published=8080,target=80 \
  --replicas 3 \
  nginx
复制代码

查看集群上的服务

docker service ls
复制代码

service 通过 ingress load balancing 来发布服务，且 swarm 集群中所有 node 都参与到 ingress 路由网格（ingress routing mesh） 中，访问任意一个 nodeIP+PublishedPort 即可访问到服务。

192.168.33.11:8080 192.168.33.12:8080 192.168.33.13:8080

当访问任何节点上的端口8080时，Docker将您的请求路由到活动容器。在群节点本身，端口8080可能并不实际绑定，但路由网格知道如何路由流量，并防止任何端口冲突的发生。

所以访问 192.168.33.1:8080、192.168.33.1:8080、192.168.33.1:8080 ，都可以访问到nginx，这样就实现了负载均衡。因为我们指定--replicas 3 启动了3个运行nginx的容器 ，所以三个节点上都运行了一个 nginx 的容器，可以通过改其中一个节点上的nginx的欢迎页 ，然后再访问，来检查是否实现了负载均衡。

扩容与缩容（scale）

可以通过scale来指定运行容器的数量。 为服务扩容（缩容）scale

docker service scale my-web=2
复制代码

我通过docker service ls 可以看出 nginx 的副本变成了2个

manager只作为管理节点

docker node update --availability drain manager

# node update: 更改节点状态
# --availability: 三种状态
#	  active: 正常
#   pause：挂起
#   drain：排除

# 1.排除(排除后manager只作为管理节点)
docker node update --availability drain master
# 2.允许
docker node update –availability active master
复制代码

排除manager后，其上面运行的服务会转移到其他节点

五. 滚动更新服务

升级服务的镜像版本

docker service create \
--replicas 3 \
--name redis \
--update-delay 10s \
redis:3.0.6

# 启动3个副本集的redis
# update-delay 10s ：每个容器依次更新，间隔10s
复制代码

滚动更新

docker service update --image redis:3.0.7 redis

# --image: 指定版本
复制代码

更新完成后新版本和历史记录都能查看

查看配置信息

六. 服务更新和回滚策略

docker service create \
--name my-web \
--replicas 10 \
--update-delay 10s \
--update-parallelism 2 \
--update-failure-action continue \
--rollback-parallelism 2 \
--rollback-monitor 20s \
--rollback-max-failure-ratio 0.2 \
nginx:1.12.1
 
# --update-parallelism 2: 每次允许两个服务一起更新
#--update-failure-action continue: 更新失败后的动作是继续
# --rollback-parallelism 2: 回滚时允许两个一起
# --rollback-monitor 20s: 回滚监控时间20s
# --rollback-max-failure-ratio 0.2: 回滚失败率20%
复制代码

如果执行后查看状态不是设置的，可以在update一下，将服务状态设置为自己想要的

docker service update --rollback-monitor 20s  my-web
 
docker service update --rollback-max-failure-ratio 0.2 my-web
 
# 有两个地方设置数值没有成功，手动设置
复制代码

查看状态

docker service inspect --pretty my-web
复制代码

docker service ps my-web
复制代码

服务更新

docker service update --image nginx:1.13 my-web
复制代码

和上述设置的策略一致，两两更新

更新完成

手动回滚（策略是失败会回滚，现在没有失败）

刚才nginx版本已经是1.13了，现在将其还原到1.12.1　

docker service update --rollback my-web
复制代码

手动回滚完成