小规模容器编排使用Docker Swarm不香么，用个锤子的kubernetes

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一、Docker Swarm是什么？二、Swarmkit和Swarm Mode是什么？三、Docker Swarm的核心设计四、Docker Swarm安装部署4.1、初始化Swarm节点14.2、新节点加入Swarm集群4.3、使用swarm部署服务4.4、swarm集群管理

一、Docker Swarm是什么？

Docker Swarm是一款由Docker官方推出的容器编排工具，其主要作用是把若干台Docker 主机抽象为一个整体，并且通过一个入口统一管理这些Docker 主机上的各种Docker 资源，用于管理和编排多个Docker容器的集群。

它可以让用户方便地管理多个Docker节点，以及部署和扩展应用程序。Docker Swarm通过提供集群管理、负载均衡、服务发现和滚动更新等功能，简化了分布式应用程序的开发和部署过程。

有人会有疑问，kubernetes现在已经是容器编排领域的王者了，还有Docker Swarm什么事情？其实不然，根据我的个人经验以及和同行的交流来看，kubernetes功能非常强大，但是也非常复杂， 部署和运维过程不是都需要有不少的工作，需要有专门的团队专家维护，属于比较“重”的。而相对来说Docker Swarm则比较轻量级，维护相对简单，对于一些中小企业来说，不需要投入过多的成本，也是一个非常好的选择。

还是老话：适合的才是最好的。

二、Swarmkit和Swarm Mode是什么？

Docker容器编排的功能经历了好几代，分别是Docker Swarm、Swarmkit和Swarm Mode。苍天啊，我也有点服了，整这么几个相近的名字，确实让初学者头疼凌乱。

Docker Swarm是Docker容器编排最初提供的功能，它独立于Docker Engine之外，使用Docker CLI进行管理，需要部署额外的KV存储，从Docker 1.6开始就有了，为了方便，我们姑且称之为Docker Swarm V1吧。

Docker Swarm V1由Discovery Service模块、Scheduler模块和Leadership模块组成。如下图所示，Discovery Service主要用于发现Swarm集群重的节点；Scheduler则主要负责给用户新创建的容器分配最优的节点，支持多种策略；Leadership则是提供了Swarm HA的功能。

目前来说Docker Swarm项目已经沉寂，不太建议新项目使用。

Docker 发展到1.12版本的时候，Docker官方又发布了一个项目称为Docker Swarmkit，它也是一个独立的容器编排项目，目前在github上开源，有2K Star，还在更新。Swarmkit有自己独立的CLI管理工具，容器编排和调度能力更强，支持节点发现，实现了Raft共识选主和安全访问，是一个比较完善的容器编排项目。为了方便，我们且称之为Docker Swarm V2。

运行SwarmKit的多台机器可以组合在一起形成Swarm集群，相互协调任务。一旦一台机器加入，它就自动成为一个Swarm 节点，而这个节点可以是工作节点或管理节点。它使用独立的CLI swarmd和swarmctl，swarmd部署在cluster中的每一个node上，彼此间互相通信，组成cluster；而swarmctl则用来控制整个集群。

例如使用swarmd初始化节点：

$ swarmd -d /tmp/node-1 --listen-control-api /tmp/node-1/swarm.sock --hostname node-1

例如使用swarmctl列出正在运行的服务：

$ swarmctl service lsID                         Name   Image        Replicas--                         ----   -----        --------08ecg7vc7cbf9k57qs722n2le  redis  redis:3.0.5  1/1

最后终于轮到了主角Swarm Mode，其实就是现在Docker官方建议使用的Docker容器编排模式，它的底层还是基于Swarmkit构建的，但是它将swarm的能力集成到了Docker Engine中，你只需要部署Docker Engine就自动获得了容器编排的能力，不需要额外的存储，使用Docker CLI，不需要额外的CLI工具，支持服务发现、滚动升级、负载均衡、路由和容器的扩缩容、安全通信等功能，算是非常完善且方便的。

swarm集群中所有的节点都是对等的，分为两个角色：manager和worker，manager服务集群的管理，worker负责容器的运行，两个角色可以相互转换，极为方便。目前推荐docker的容器编排使用swarm mode。

三、Docker Swarm的核心设计

我们再来仔细说说docker swarm（从这里开始指的都是swarm mode）的核心设计思想。

首先swarm的功能内嵌在了Docker Engine上，这样子一来除了Docker Engine无需再额外安装其他软件，相对于独立组件更加轻便。

swarm集群支持多个Manager，Manager之间通过raft协议实现高可用。它针对服务进行了抽象设计，抽象出了Service、Task和Container概念，如下图所示

Service代表一个作业，而Task则是swarm内调度的最小单位，每个task一般只调用一个Container，例如你指定了一个服务要运行三个实例，则会启动三个Task，每个Task负责运行一个Container实例。

在swarm中有两种不同的Service模式：

Replicated services（副本模式）
副本模式下，在定义service的时候指定任务的数量，一般也就是container实例的数量，集群会按照指定的数量运行任务。global services（全局模式）
在每个节点上运行一个相同的任务，但是不预先指定任务数量，而是每增加一个节点到 swarm 中，协调器就新建一个任务，然后调度器把任务分配给新节点。

而对于Task，整个生命周期具有不同的状态，可以监控到任务执行的情况，Task生命周期状态有：

NEW       任务在初始化状态PENDING   正在分配任务所用的资源ASSIGNED  Docker分配任务给节点ACCEPTED  任务被工作节点接受。如果工作节点拒接任务，状态将会转变成REJECTEDPREPARING Docker正在准备任务STARTING  Docker正在开启任务RUNNING   任务正在执行COMPLETE  任务结束，不带错误代码FAILED    任务结束，带着错误代码SHUTDOWN  Docker请求任务关闭REJECTED  工作节点拒绝任务ORPHANED  节点宕机时间太长REMOVE    该任务不是终端，但相关服务已被删除或缩小

一般的swarm使用流程为：用户在Docker Swarm上定义一个服务，包括服务名称、容器镜像、容器数量等信息，Docker Swarm manager会将服务的定义发送给集群中的所有Worker节点，每个Worker节点会启动指定数量的容器，并将容器注册到Swarm中,而Swarm会通过内置的负载均衡算法将请求分发到各个容器中，当用户需要更新容器时，只需更新服务定义，Swarm会自动将容器更新到最新版本。

四、Docker Swarm安装部署

由于Docker Swarm已经集成到了Docker Engine中，所以只要安装了Docker就可以通过以下步骤进行swarm集群的部署。

为了进行实验，我本地搭建了两个虚拟机：node1（192.168.56.11）和node2(192.168.56.12)。

4.1、初始化Swarm节点1

首先，选择一个节点作为manager节点，对swarm进群进行初始化，我这里选择node1，使用以下命令：

[docker@node1 ~]$ docker swarm init

结果如下：

可以看到这个节点已经成为了一个manager节点，且提示了如何加入新的manager节点和worker节点。

4.2、新节点加入Swarm集群

使用docker swarm join --token <token> <manager-ip>:<manager-port>命令可以作为worker节点加入集群。

[docker@node2 ~]$ docker swarm join --token SWMTKN-1-5h4jxvef4q4qhxb45saibjj3hgm8rsjm8otqc2x78m4ovinel7-2zm4q85rlavh59i1bdwbv5hwt 192.168.56.11:2377

正常情况下如下会提示作为worker节点加入成功。

4.3、使用swarm部署服务

使用docker service create --name <service-name> <image>命令可以创建service，在docker swarm中使用docker service进行服务部署和管理。

我们这里使用busybox镜像进行容器部署，首先拉去镜像到本地，并使用docker images查看确认镜像。

[docker@node1 ~]$ docker pull busybox:latest[docker@node1 ~]$ docker images

创建service

[docker@node1 ~]$ docker service create --name helloworld busybox:latest sh -c "while true; do echo Hello; sleep 2; done"

查询service

[docker@node1 ~]$ docker service lsID             NAME         MODE         REPLICAS   IMAGE            PORTSj1mtev8f7k05   helloworld   replicated   1/1        busybox:latest

可以看到服务ID以及副本的数量。

查看service详细信息

使用命令docker service inspect <service-name>可以查看service的详细信息，如下命令，可以看到输出内容信息非常丰富，包括service的定义等。

[docker@node1 ~]$ docker service inspect helloworld

扩展service

使用命令docker service scale <service-name>=<replicas>

[docker@node1 ~]$ docker service scale helloworld=2

再次使用docker service ls可以看到副本数量已经提升到了2。

更新service

可以使用docker service update --image <new-image> <service-name>更新service的定义，包括容器镜像和数量等信息，service将会被自动重新部署。

[docker@node1 ~]$ docker service update --image nginx:latest helloworld

重新查看service，可以发现image已经更换为了nginx:latest。

删除service

使用命令docker service rm <ID>或者docker service rm <service-name>

[docker@node1 ~]$ docker service rm helloworld

4.4、swarm集群管理

docker swarm还提供了一些命令用于swarm集群节点本身的管理，例如

查看 Swarm 集群节点：

[docker@node1 ~]$ docker node ls

从 Swarm 集群中删除一个节点：

[docker@node1 ~]$ docker node rm <node-id>

增加一个新的manager节点

在当前manager节点上执行命令docker swarm join-token manager，此时会输出以下内容：

docker swarm join --token SWMTKN-1-5h4jxvef4q4qhxb45saibjj3hgm8rsjm8otqc2x78m4ovinel7-3mxnl9pluz287gdo6ggefbr0r 192.168.56.11:2377

在新节点上执行此命令，即可轻松添加一个新的manager节点。

通过以上，总结一下，docker swarm集群无论是部署和维护都是相对简单的，而容器的编排功能却一点也不弱，满足中小公司和团队的容器编排部署需要一点问题也没有，相对于kubernetes的部署和维护流程，能够节省大量的投入，所以kubernetes适合大规模的容器编排，小规模的老老实实选择docker swarm轻轻松松不香么~