Docker进阶：以Swarm模式运行Docker引擎
Docker Engine 1.12及后续版本支持Swarm模式，我们可以通过以下两种方式开始Swarm模式：
- 创建一个Swarm集群
- 加入一个已有的Swarm集群
本文目录：
创建Swarm
当我们使用命令行创建一个Swarm集群时，Docker引擎将启用Swarm模式。当执行docker swarm init命令时，Docker引擎将启动一个Swarm集群，主要过程如下：
- 将当前的模式切换至Swarm模式，并创建一个名为
default的Swarm - 指定当前节点为Swarm的管理节点，并以当前主机名命名当前节点
- 配置网络监听端口，端口号为2377
- 将当前节点设置为
Active状态，意味着该节点可以接收调度器分派的任务 - 启动一个全局分布式数据中心，存储并维护Swarm信息和服务信息
- 默认情况下，为Swarm集群生成自签名根CA
- 默认情况下，生成工作节点和管理节点的token(令牌)，用于其他节点加入该Swarm
- 创建一个名为
ingress的overlay网络，用于对外发布服务端口
# 创建一个swarm
$ docker swarm init
配置通告地址
管理节点通过通告地址(advertise address)来允许Swarm集群中的其他节点访问Swarmkit API和覆盖网络。Swarm集群上的其他节点必须能够访问其通告地址(Ip地址)上的管理节点。
如果不指定通告地址，Docker则通过检查系统IP，设置其中一个为通告地址，并监听2377端口。如果系统有多个Ip，最好通过–advertise-addr配置通告地址，以便其他节点能够与管理节点进行通信。
# 设置通告地址
$ docker swarm init --advertise-addr 172.28.128.3:2377
Swarm initialized: current node (34y77dgnqon4soj2kqyb65a9y) is now a manager.
To add a worker to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-1omg2k2e92snxv3wlja3komux5wan4hynn80ikkma2s9rd5cxz-9hq2vf8n0jysukytfqpavd8j7 \
172.28.128.3:2377
To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.
查看节点加入指令
如前所述，其他节点加入Swarm需要使用正确的token值。对于管理节点和工作节点，其加入Swarm使用的token值是不同的。
# 向Swarm中加入管理节点 docker swarm join-token manager
$ docker swarm join-token manager
To add a manager to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-86w02153sf0kbncz42aoa41p9 \
10.0.2.15:2377
# 向Swarm中加入工作节点 docker swarm join-token worker
$ docker swarm join-token worker
To add a worker to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-6t4a6w0shlr78nc55hh9si3ll \
10.0.2.15:2377
# 通过对比可以发现，管理节点和工作节点使用的是不同的token值
# 两个token值的前半部分是一样的，即根证书的摘要是一样的；后半部分是不一样的，即随机生成的密钥
通过传递–quiet标志，可以仅输出token值。
# 输出工作节点的token值
$ docker swarm join-token --quiet worker
SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-6t4a6w0shlr78nc55hh9si3ll
# 输出管理节点的token值
$ docker swarm join-token --quiet manager
SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-86w02153sf0kbncz42aoa41p9
Swarm集群的token值是需要保护的，因为它允许新的工作节点/管理节点加入该Swarm。Docker建议我们在以下情况下轮换token值：
- 如果token被意外登记到版本控制系统中，群聊或日志中。
- 如果怀疑某个节点被入侵。
- 如果希望保证没有新的节点加入Swarm集群。
出于对Swarm集群的保护，建议至少每6个月轮换一次token值。
# 轮换工作节点token值
$ docker swarm join-token --roteate worker
# 轮换管理节点token值
$ docker swarm join-token --rotate manager
加入Swarm
当我们创建一个Swarm集群时，只是创建一个包含单个管理节点的Swarm集群。为了充分利用Swarm集群的优势，我们可以向Swarm集群中加入其它节点。
-
加入工作节点(worker node)以实现Swarm的增容。当我们向Swarm集群中部署服务时，调度器可以通过random/binpacking/spread策略向可用的节点上分派任务。因此，增加工作节点可以提高Swarm对于服务的处理能力。
-
加入管理节点(manager node)以提高Swarm的容错性。管理节点负责Swarm集群的编排和管理。如果存在多个管理节点时，当单一的主管理节点出现宕机时，其他管理节点则可以通过选举产生新的主管理节点来保证整个Swarm集群的正常运行。默认情况下，管理节点也运行任务。
加入工作节点
在管理节点上，通过命令docker swarm join-token worker查看加入工作节点的token值。
# 在管理节点上
$ docker swarm join-token worker
To add a worker to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-6t4a6w0shlr78nc55hh9si3ll \
10.0.2.15:2377
# 在预接入的工作节点上
$ docker swarm join \
--token SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-6t4a6w0shlr78nc55hh9si3ll \
10.0.2.15:2377
命令docker swarm join主要的工作流程包括：
- 将当前节点Docker Engine切换至Swarm模式
- 向管理节点请求一个TLS证书
- 基于token将当前节点加入到管理节点监听地址所在的Swarm集群
- 设置当前节点为
Active状态，意味着该节点可以接收分派的任务 - 将入口翻盖网络扩展至当前节点
加入管理节点
当我们向Swarm集群中加入管理节点时，Docker引擎同样将当前节点切换至Swarm模式。与工作节点不同的是，管理节点的状态是Reachable（可达的），已经存在的管理节点将成为Leader管理节点，即主管理节点。
Docker建议在每个Swarm集群中放置三到五个管理节点以提高整个集群的高可用性。因为，Swarm模式下管理节点之间通过Raft共享数据，因此需要奇数个管理节点。
在管理节点上，通过命令docker swarm join-token manager查看加入管理节点的token值。
# 在管理节点上
$ docker swarm join-token manager
To add a manager to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-86w02153sf0kbncz42aoa41p9 \
10.0.2.15:2377
# 在预加入的管理节点上
$ docker swarm join \
--token SWMTKN-1-35n1uqy8q7si9lvkapojdkxjcntl5uixtdg1xo0ib3b2sg9t8g-86w02153sf0kbncz42aoa41p9 \
10.0.2.15:2377
节点管理
作为Swarm集群管理生命周期的一部分，我们需要掌握节点的主要操作：
列出节点
在管理节点上通过命令docker node ls可以查看Swarm集群中的所有节点。
# 在管理节点上
$ docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
i8yofrrddqu8mkved5s2uwb0s worker2 Ready Active
utfwatnlalniyo5glt734m4sj * manager Ready Active Leader
xf5ysyp7n2biukskzigc5f3bd worker1 Ready Active
AVAILABILITY标志状态，描述了调度器是否可以将任务分派至该节点，有三个值：
- Active:激活状态，意味着调度器可以向该节点分派任务
- Pause:暂停状态，意味着调度器不可以向该节点分派新的任务，但是原有的任务将正常运行
- Drain:排水状态，意味着调度器不可以向该节点分派新的任务，并且将其原来负责的任务迁移至其他可用节点。
MANAGER STATUS标志状态，显示了节点的是否参与Raft共识过程，有四个值：
- 无状态标记，意味着该节点是工作节点，不参与Swarm集群管理
- Leader:意味着该节点是主管理节点，负责整个Swarm集群的管理和服务编排
- Reachable:意味着该节点参与Raft共识过程。如果Leader节点变成不可达状态，该节点则参与选举产生新的Leader过程。
- Unavailable:意味着该节点不能够与其他管理节点进行通信。当一个管理节点变成不可达状态，最好向Swarm集群中加入新的管理节点或者将其中的一个工作节点变成管理节点。
检查节点
我们可以通过命令docker node inspect <NODE-ID>查看单个节点的信息，默认信息的输出格式为JSON格式，也可以通过–pretty标志以可读的方式输出节点信息。
# 在管理节点上
$ docker node inspect self --pretty
ID: utfwatnlalniyo5glt734m4sj
Hostname: manager
Joined at: 2017-05-11 08:23:12.477597386 +0000 utc
Status:
State: Ready
Availability: Active
Address: 172.28.128.3
Manager Status:
Address: 172.28.128.3:2377
Raft Status: Reachable
Leader: Yes
Platform:
Operating System: linux
Architecture: x86_64
Resources:
CPUs: 2
Memory: 992.2 MiB
Plugins:
Network: bridge, host, macvlan, null, overlay
Volume: local
Engine Version: 17.03.1-ce
$ docker node inspect worker1 --pretty
ID: xf5ysyp7n2biukskzigc5f3bd
Hostname: worker1
Joined at: 2017-05-11 08:31:54.044503498 +0000 utc
Status:
State: Ready
Availability: Active
Address: 172.28.128.4
Platform:
Operating System: linux
Architecture: x86_64
Resources:
CPUs: 2
Memory: 992.2 MiB
Plugins:
Network: bridge, host, macvlan, null, overlay
Volume: local
Engine Version: 17.03.1-ce
更新节点
在Swarm集群中，我们可以修改节点的以下属性：
- 改变节点的可用性
- 添加/移除标签元数据
- 改变节点的角色
改变节点的可用性
改变节点的可用性主要包括：
- 将管理节点置为
Drain状态，这样做意味着该节点只负责Swarm集群的管理工作，而不具备运行任务的功能，使节点成为“纯管理节点”。 - 将节点置为
Drain状态，以便将其停止并进行维护工作。 - 将节点置为
Pause状态，使它不再接收新的任务 - 将节点由暂停或不可达状态置为可达状态，使其重新接收新任务
# 将worker1节点置为drain状态
$ docker node update --availability drain worker1
worker1
$ docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
i8yofrrddqu8mkved5s2uwb0s worker2 Ready Active
utfwatnlalniyo5glt734m4sj * manager Ready Active Leader
xf5ysyp7n2biukskzigc5f3bd worker1 Ready Drain
添加/移除标签元数据
节点标签提供了一种节点管理的灵活方式，当然，在进行服务部署和限制时也可以使用节点标签。在管理节点上运行命令docker node update --label-add，可以向一个节点添加标签，--label-add标志接收键参数()，也可以接收键值对(=)。
# docker node update --label-add subond worker1
# docker node inspect worker1 --pretty
ID: xf5ysyp7n2biukskzigc5f3bd
Labels:
- subond =
Hostname: worker1
Joined at: 2017-05-11 08:31:54.044503498 +0000 utc
Status:
State: Ready
Availability: Active
Address: 172.28.128.4
Platform:
Operating System: linux
Architecture: x86_64
Resources:
CPUs: 2
Memory: 992.2 MiB
Plugins:
Network: bridge, host, macvlan, null, overlay
Volume: local
Engine Version: 17.03.1-ce
节点角色的转换
Docker允许提升工作节点为管理节点，尤其是在管理节点宕机时，这个方法很有用。当然，我们也可以将管理节点降为工作节点。
# 提升节点角色命令 docker node promote
$ docker node promote worker1
# 降低节点角色命令 docker node demote
$ docker node demote worker1
docker node promote和docker node demote命令是docker node update --role manager和docker node update --role worker命令的简化版，两者具有同样的作用。
节点离开
命令docker swarm leave可以使一个节点离开Swarm集群。当一个节点离开Swarm集群时，该节点的Docker引擎将停止运行Swarm模式，调度器不再将任务分派值该节点。如果该节点是管理节点，移除节点将收到警告信息，可以通过–force参数强制移除。
- 原文作者：Kevin
- 原文链接：http://www.subond.com/post/2017-04-28_docker_swarm4/
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