Docker Swarm叢集初探

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前言

相信Docker技術大家都有所瞭解，單個Docker能發揮的作用畢竟有限，也不便於管理，所以Docker得組叢集來使用才能發揮強大的技術優勢。既然要組叢集那就涉及諸如Docker的資源排程、管理等等一系列問題。目前涉及Docker叢集的三個主要的技術無外乎Swarm、Kubernetes、Mesos三種。從本文開始作者將會一一實踐這幾種主要的Docker叢集技術，話不多說，現在開始。

注意：作者的kubernetes相關實踐在此

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環境準備

• Mac OS X 10.13.2
• Docker 17.09.1-ce-mac42 (21090)
• virtualbox（虛擬叢集中節點時需要）
• boot2docker v1.8.0（在虛擬節點中起docker環境時需要）

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環境搭建

節點規劃如下：

我們需要4個節點（1個master + 3個slave），由於沒有真實地4臺物理機，所以下文中是靠docker-machine、virtualbox以及boot2docker來虛擬出4個獨立IP地址的帶docker環境的節點，大家注意！

環境安裝：

• Docker環境安裝：

Tips： 以前Mac上一般是使用boot2docker這個專門為OS X上執行 Docker 而開發的一個輕量級的虛擬主機管理工具來安裝docker，現在boot2docker這種安裝方式官方已經deprecated 了（當然下文中還是需要boot2docker.iso的映象來幫助我們在虛擬的節點上起docker環境），可以直接下載docker的dmg安裝包雙擊進行安裝即可

我們選擇docker CE版安裝即可，下載連結如下：
https://store.docker.com/search?type=edition&offering=community

注意：選擇官方docker dmg包安裝完成以後，docker-machine已經天然地整合於其中了，該工具在下文中建立虛擬節點時需要，它是一個可以在虛擬主機節點上安裝docker engine的工具

• virtualbox安裝

由於我們搭建叢集需要具備多個不同IP地址的節點，然而我們手上僅一臺電腦，所以需要藉助virtualbox來虛擬出多個不同IP地址的節點供我們使用需要

去官方下載virtualbox的dmg安裝包，雙擊安裝即可：
https://www.virtualbox.org/

• boot2docker安裝
  Boot2Docker是一個專為Docker而設計的輕量級Linux髮型包，解決Windows或者OS X使用者不能安裝Docker的問題。Boot2Docker完全執行於記憶體中，體積小，啟動快。Boot2Docker需要執行在VirtualBox中。

我使用的是brew這個mac上的包管理器安裝的，非常方便，只需一行命令：
brew install boot2docker

除此之外我們還需要下載boot2docker.iso映象在後文中進行使用：
https://github.com/boot2docker/boot2docker/releases/tag/v17.07.0-ce
我們先把boot2docker.iso下好後面備用

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Docker Swarm叢集實驗

先建立4個虛擬節點（1個master + 3個slave）

首先要將之前下載的boot2docker.iso放到/Users/你的使用者名稱/.docker/machine/cache/目錄下，然後執行如下命令：

docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso master
docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso slave1
docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso slave2
docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso slave3
複製程式碼

注意：上面若不指定boot2docker的路徑：--virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso，直接執行docker-machine create master建立節點時，可能會報No default Boot2Docker ISO found locally, downloading the latest release...這種錯誤！所以最好自己指定boot2docker.iso映象路徑

docker-machine命令建立虛擬機器過程細節如下：

建立完4個節點以後，可以用docker-machine ls命令檢視一下各個節點的情況，可以看到自動為其分配了獨立的IP地址：

ssh接入虛擬節點

開啟4個獨立的terminal終端，分別執行：

docker-machine ssh master
docker-machine ssh slave1
docker-machine ssh slave2
docker-machine ssh slave3
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執行後的效果如下圖：

接下來在master上初始化一個docker swarm叢集

執行命令：

docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.100
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效果如下：

上述命令執行成功後，提示中會告知使用者在slave節點上執行命令 docker swarm join --token SWMTKN-1-1uzft9zcrd5cl7eva4gr4ptgrs1gc252483ey19xfphcuxc8ta-evsmmj7b7kleh7yoezjutzuu2 192.168.99.100:2377
可以加入到該叢集中，把命令都告訴你了，你說智不只能！

將3個slave節點加入叢集

分別去三個slave上，輸入上面提示中的命令：

docker swarm join --token SWMTKN-1-1uzft9zcrd5cl7eva4gr4ptgrs1gc252483ey19xfphcuxc8ta-evsmmj7b7kleh7yoezjutzuu2 192.168.99.100:2377
複製程式碼

執行效果如下：

注意：如果忘了docker swarm join 命令中的token命令的話，可以使用命令docker swarm join-token worker來get之

好，到此為止應該說docker swarm叢集的搭建工作已經完成了，那下面在這個叢集上做點實際的任務吧！

開始在master節點上建立服務

我們計劃在該docker叢集上部署高可用的nginx容器任務來作為演示：
在master節點上執行如下命令來建立名為mynginx的service，讓其有2份nginx容器副本分配到叢集中去，起在8080埠：
docker service create --replicas 2 -d -p 8080:80 --name mynginx registry.docker-cn.com/library/nginx
然後使用如下兩條命令檢視效果：

docker service ls
docker service ps mynginx
複製程式碼

執行效果如下：

此處有兩點需要注意：

1. 我們使用了registry.docker-cn.com/library/nginx作為加速映象，不然可能在slave上pull映象的時候timeout
2. 注意此處建立了service之後並不是nginx容器立馬都在slave上起起來了，是需要等一段時間的（如，我等了近8分鐘），因為在slave上還要去pull nginx映象，再啟動nginx容器等，沒有那麼快

等待若干分鐘以後，我們再看效果，發現此時任務順利地分發到slave1和slave2上了：

分別用瀏覽器訪問：
http://192.168.99.101:8080 和 http://192.168.99.102:8080 ，會得到如下結果：

成功訪問到了slave節點中起起來的nginx服務！

此時分別去 slave1 和 slave2 上檢視容器執行情況，結果如下：

進一步實驗：擴容service中的任務

我們想將nginx容器平滑地擴容到3份，在master上執行：

docker service scale mynginx=3
複製程式碼

然後在master上檢視service，發現新增的一個容器任務分配到slave3上了，當然此時slave3上正在preparing：

等若干分鐘後在master上再次檢視service，發現slave3上的nginx容器任務成功啟動了：

去slave3節點上docker ps看一下，發現容器確實啟動了：

####進一步實驗：叢集中service高可用
目前有3個執行的nginx容器保證服務的可用性，如果其中一個容器意外關閉將會是什麼情況？接下來就來模擬

我們關閉slave1上此時正在執行著的nginx容器，看服務有什麼變化：

此時去master節點上檢視資訊發現，被關掉的nginx被分配到master上重啟了：

此時我又關閉master節點上啟動的nginx容器，發現剛關閉不久後，nginx容器又重新在master上恢復了：

接下來我們來將slave3當機（當機和前文的關閉nginx容器不同，此處模仿的是物理當機），我們在控制檯中使用docker-machine stop來模擬當機動作：

此時去master上檢視service資訊發現slave3當機以後，nginx任務又重啟與slave1上來保持高可用：

最後來把狠的，我們將slave1，slave2，slave3全部從叢集中斷開：

結果去master上檢視service資訊，發現3個容器副本全部遷移到master之上了：

此時在master上執行docker ps檢視容器資訊如下：執行著3個nginx容器：

總而言之，無論怎麼操作叢集都能保持制定數量的容器副本來實現高可用！

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【乾貨】總結一下上文中的常用命令

• 建立虛擬主機節點

docker-machine create 虛擬主機名
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• 檢視虛擬機器節點資訊

docker-machine ls
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• 停止虛擬主機節點

docker-machine stop 虛擬主機名
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• 刪除虛擬主機節點

docker-machine rm 虛擬主機名
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• 初始化docker swarm叢集

docker swarm init --advertise-addr master的IP地址
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• slave節點加入叢集

docker swarm join --token [token] [master的IP]:[master的埠]
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• slave節點主動離開叢集

docker swarm leave
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• 在master上獲取加入叢集的token

docker swarm join-token worker
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• master上建立service舉例：

docker service create --replicas 2 -d -p 8080:80 --name 服務名 映象名
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• master上檢視service資訊

docker service ls
docker service ps 你所建立的服務的ID
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• 在master上刪除service

docker service rm 服務名
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• 在master上進行服務擴容

docker service scale 你的service name=你要的副本數目
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參考文獻

• http://www.widuu.com/docker/installation/mac.html
• http://www.widuu.com/docker/installation/mac.html
• https://www.docker.com/community-edition
• https://www.docker.com/community-edition
• https://www.jianshu.com/p/096244610e15
• https://www.cnblogs.com/atuotuo/p/6265541.html

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後記

• 作者更多的原創文章在此，歡迎觀賞

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