Docker的集群实战之Swarm模式
随着业务规模的扩大，一台机器的Docker已经无法满足我们的要求，为了保证性能和高可用，Docker提供了一种叫Swarm的解决方案。
他可以跨多个Docker主机来部署容器，具有完备的安全机制、内置负载均衡器；支持扩缩容、升级和回滚。
这次让我们用Swarm来部署一个2节点集群，并使用其负载均衡特性部署一个2副本Web应用。
何谓Swarm ？
一个Swarm集群由一个或多个Docker节点组成。这些节点可以是物理机、虚拟机等。只要保证节点之间的网络通畅即可。Docker Swarm的结构如下：
上图是六个节点的集群，我们来引入三个概念：
节点：分为管理节点（Manager）或工作节点（Worker）两种类型，Manager负责监控集群状态、分发任务到Worker等操作；Woker负责接收Manager发来的任务并执行，每个节点就是一台Docker主机，Manager同时也是Worker节点，因为老板某种程序上来说也是员工，只不过老板是在为自己打工。
服务：服务是Worker节点执行任务相关的概念，把每个在Swarm上跑的应用都是以服务的方式运行。
副本：每个服务为了达到高可用，会复制部署多个，部署了三个我们就称这个服务部署了三个副本。
负载均衡： Swarm自带负载均衡器，用来处理的请求。
值得一提的是Swarm的配置和状态信息保存在位于所有Manager上的分布式etcd数据库中；同时在集群内部，有一个安全系统，用于节点间通信加密、认证和授权等操作，这整个过程都是自动的，和etcd一样不需要任何配置，几乎察觉不到他们的存在。
- Docker Swarm自docker 1.12版本以后已经和Docker直接集成在一起了，一条命令就可以启用。
第0步 - 准备
我们要搭建一个两节点集群，整个集群只有一个服务，两个副本，每个副本就是一个容器，均匀分布在每个节点上。
准备：
- 两个互通的Docker主机 主机名为host01 host02
- 一个能获取到主机名的html网站镜像
第1步 - 初始化Swarm模式（创建第一个manager）
使用以下命令把docker转成Swarm模式。
$ docker swarm init
执行完这条命令，当前节点就成为了Manager节点，并打出一个token，以后在拓展的时候就要用的到token验证了。
# host01执行
$ docker swarm init
Swarm initialized: current node (hzdjc2iv3m7onlz54k8hkhfpe) is now a manager.
To add a worker to this swarm, run the following command:
docker swarm join --token SWMTKN-1-1hkuj0ya0ppj2qbmnq3tiqtyfbudo3wp6xcfmy446tadde1gpl-2ldsknja98b6s94k4pc3huno4 172.17.0.15:2377
To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.
172.17.0.15是host01的ip，2377是Swarm默认的集群管理端口，加入集群就是向此端口通信。这个端口要控制好访问权限来防止不信任的用户或者节点访问到。
第2步 - 加入集群
集群的好处就是崩溃一个节点的时候，节点上运行的容器就会自动迁移到其他正常节点上。
要向集群加入新的节点，首先要做的就是获得token
#输出添加worker所需要的token
docker swarm join-token -q worker
#输出添加manager所需要的token docker swarm join-token -q manager
我们现在host01已经创建为manager节点了，现在把host02节点以worker的身份加入集群。
在host02上执行以下命令(命令较长，\和>代表换行)
$ token=$(ssh -o StrictHostKeyChecking=no 172.17.0.15 \
> "docker swarm join-token -q worker") && echo $token
Warning: Permanently added '172.17.0.15' (ECDSA) to the list of known hosts.
SWMTKN-1-1hkuj0ya0ppj2qbmnq3tiqtyfbudo3wp6xcfmy446tadde1gpl-2ldsknja98b6s94k4pc3huno4
在host02上执行以下命令，可以远程登陆host01并把worker所需的token赋值到token变量中（172.17.0.15是host01的ip）
$ docker swarm join 172.17.0.15:2377 --token $token
This node joined a swarm as a worker.
向manager节点发加入集群的请求，token为附带参数（根据token来判断新加入的节点角色）
默认情况下，manager将自动接受添加到集群的新节点。
可以使用docker node ls来查看节点状态
$ docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS ENGINE VERSION
hzdjc2iv3m7onlz54k8hkhfpe * host01 Ready Active Leader 18.09.5
c5fsn2z7p1tw5iqwa2d54698m host02 Ready Active 18.09.5
第3步 - 创建覆盖网络（overlay网络）
在创建服务之前，需要创建一个覆盖网络，它是一个二层网络(没有汇聚层)。
以下命令将创建一个名为skynet的新overlay网络。注册到此网络的所有容器都可以互相通信，不管部署在哪个节点上。
第一台
$ docker network create -d overlay skynet
8t0ntbrcbo
第4步 - 部署服务
默认情况下，Docker会均匀的把副本部署在集群中，如果删掉一个节点，上面所有的服务都会重新分配在其他机器上。
现在就要把我们准备好的镜像拿出来了，一个名为hostname-web:v1的镜像，他部署在哪台机器上就到获取到哪个主机的hostname，设置到容器内部的index.html里。
manager执行
docker service create --name http --network skynet --replicas 2 -p 80:80 hostname-web:v1
--name 服务名
--network 指定网络
--replicas 副本数
-p 映射端口
上面的命令创建了一个名为http的服务，指定的网络为上一步创建的skynet覆盖网络，2个副本，映射80到容器中的80端口，使用hostname-web:v1镜像。
请求80端口就是在访问服务，swarm会在所有副本之间进行负载均衡，
可以在manager上运行docker service ls查看状态
$ docker service ls
ID NAME MODE REPLICAS IMAGE PORTS
tvidvge94pzt http replicated 2/2 hostname-web:v1
可以使用docker ps分别在两个主机上查看创建的镜像，这里我们就不废话了。
在host01上请求，查看结果
$ curl host01
<h1>host01</h1>
$ curl host01
<h1>host02</h1>
第5步 - 检查状态
查看服务下所有的容器列表详细信息，包括容器跑在哪台机器上，用的什么镜像，跑了多长时间等。
$ docker service ps http
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR PORTS
zydwyr2tpzd4 http.1 hostname-web:v1 host02 Running Running 3 minutes ago
38ih400au70t http.2 hostname-web:v1 host01 Running Running 3 minutes ago
查看服务的详细信息和配置
$ docker service inspect --pretty http
可以使用docker node ls来查看节点状态
$ docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS ENGINE VERSION
hzdjc2iv3m7onlz54k8hkhfpe * host01 Ready Active Leader 18.09.5
c5fsn2z7p1tw5iqwa2d54698m host02 Ready Active 18.09.5
可以把上面输出结果的第一列ID当做docker node ps 的参数，查询此节点上的服务列表，如果用self参数则代表本机。
扩容与缩容自动均衡
我们可以在服务运行的时候，修改副本数量实现自动扩容
执行以下命令把http服务扩容成五个副本运行。
$ docker service scale http=5
http scaled to 5
overall progress: 5 out of 5 tasks
1/5: running
2/5: running
3/5: running
4/5: running
5/5: running
verify: Service converged
在host01上查看扩容结果，可以看到有两个容器，另一台机器上有三个容器。Swarm会尽量保证各个副本均匀的分布在每个节点上（就算负载大的机器还是会被均匀分配，有兴趣可以研究真正的负载均衡方案，也欢迎在留言器和我交流）
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
fe374853b402 hostname-web:v1 "/app" 48 seconds ago Up 47seconds 80/tcp http.3.8xx1eo4qop3ctefim9k685xz7
01241f07c109 hostname-web:v1 "/app" 7 minutes ago Up 7 minutes 80/tcp http.2.38ih400au70tvbs76xa10xmpa
小结
docker swarm init初始化新的Swarm，并把当前节点设置为第一个Manager。
docker swarm join-token --tags <token>节点加入集群
docker swarm join-token -q manager|worker打印加入集群时节点对应角色所需要的token
docker node ls列出所有节点信息
docker node ps <id>查看某个节点下的所有服务
docker service create创建服务
docker service inspect <service>服务详细信息
docker service ps <service>服务的副本(容器)信息
docker service scale <service>=<number>扩缩容
docker service update更新服务属性
docker service logs查看服务日志
docker service rm删除服务（在不做确认的情况下删掉服务的所有副本）
Docker 还有滚动升级、自动锁机制等优秀的特性，感兴趣可以一起学习一下!
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