『高級篇』docker之DockerSwarm的了解（27）

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這次一起了解下docker Swarm，什么是dockerSwarm。

什么是docker Swarm

• 產品背景

  使用docker的流程，ssh到一臺服務器，運行docker命令來運行本機的docker服務，隨著docker發展，越來越多的服務想要運行在docker容器中，如果在這樣挨個的登錄在每個ssh主機上管理容器，就非常的吃力了，而且我們的應用也需要高可用，也需要避免單點的故障，docker現有的能力已經很難滿足這樣的需求了，在這樣的背景下，docker社區就產生類的dockerSwarm項目。

• 概念

  什么是swarm，swarm這個名詞比較貼切，swarm這個單詞的意思就是動物的集群行為，比如我們常見的蜂群，魚群，大雁南飛都可以成為swarm，swarm項目就是把多個docker 實例聚集在一起形成一個大的docker實例，對外提供集群服務，同時這個集群提供所有的api，用戶可以相使用docker實例一樣使用docker的集群。

• 昨日今日

  docker swarm在1.12之前是一個獨立的項目，需要單獨下載，在1.12之后該項目就合并到了docker中，成為docker的子項目，目前docker唯一的一個原生支持docker集群的管理工具。

docker swarm的架構圖

下面這個圖，就可以看到docker swarm管理docker的一個架構圖。以前使用docker命令行是針對docker主機的，然后到這臺機器上單獨的控制這臺機器上的主機，有了swarm之后，客戶端命令是針對docker集群的。它的命令幾乎等同于docker的原生命令，它把命令發送給swarm，swarm選擇發送一個節點去真正的執行，swarm是通過docker自帶的遠程的API，來實現對docker的控制。

下面這個圖，這張圖跟上面一張圖描述的是一個事情，只不過它暴露了更多的的細節，上面的大框和下面的小框都代表了一臺服務器，物理機或者虛擬機，我們從上面說，上面是swarm的一個manager節點，管理這個worker節點，可以看到管理了多少個cpu，多少個內存，每個上面運行的服務，每個服務的狀況，比如他們的標簽，他們的健康狀態，Manager管理者每個節點的生命周期，比如加入一個節點，下線一個節點，manager還管理者每個服務的生命周期，服務的部署，更新，停止，刪除，Node節點比較單純他就運行了docker daemon，因為在1.12之后swarm已經融入了docker本身，開發一個遠程的api給manager節點調度，運行具體的服務和容器，下面咱們一起看看服務的部署流程是怎樣的，在這樣的架構上是如何體現的。

環境的搭建

想想之前學習的mesos，需要先安裝docker，Marathon，zookeeper，加入我們現在有5臺liunx服務器，每個上面都裝有docker，選擇一臺作為manager，上面執行下圖的第一條命令， 執行完之后會打印出來一個token作為dockerSwarm的憑證，然后在每個worker節點下執行第二條命令，表示要加入集群，只需要token和對應manager節點的ip和端口號，集群環境就搭建完畢了

如何部署

客戶端的發起docker命令，兩種方式

1. 直接ssh到manager節點，執行docker命令。
2. 通過遠程訪問的方式，通過Remote API調用manager上的docker命令，我們這張圖畫的就是第二種方式。

docker Client 在manager節點的外邊，假如執行了docker service create，先會經過docker Deamon接受這條命令，傳給Scheduler模塊，Scheduler模塊主要實現調度的功能，負責選擇出來最優的節點，里面包含了2個子模塊，Fiter 和Strategy，Fiter很明顯是過濾節點，用來找出滿足條件的節點（資源足夠多，節點正常的），Strategy是過濾出來后選擇出最優的節點（對比選擇資源剩余最多的節點，或者找到資源剩余最少的節點），當然Fiter 和Strategy都是用戶可以單獨定制的，中間的Cluster是抽象的worker節點集群，包含了Swarm節點里面每個節點的信息，右邊的Discovery是信息維護的模塊，比如Label Health。Cluster最終調用容器的api，完成容器啟動的劉而成。

調度模塊

用戶在創建服務的時候，選擇最優的節點，選擇最優節點的管理分為2個階段。
過濾和策略

filter

• Constraints

  約束過濾器，根據當前的操作系統的類型，內核版本，存儲的類型進行指標上的約束，也可以自定義約束。當前系統啟動的時候可以通過label指定當前機器所具有的特性然后通過Constraints把他們過濾出來。

• Affinity

  親和性過濾器，支持容器的親和性和鏡像的親和性，比如一個應用，DB容器和web容器放在一起，就可以通過這個來實現，

• Dependency

  依賴過濾器，link等等吧Dependency會將這些容器放在同一個節點上，有依賴管理的會將創建的容器和依賴的容器放在同一個節點上。

• Health filter

  健康過濾器，根據節點的健康狀態進行過濾，把有問題的節點去掉。

• Ports filter

  端口過濾器，根據端口的使用情況進行過濾，比如一個8080端口在某個主機上被占用，某些主機未被占用，會選用未被占用的那些主機。

Strategy

• Binpack

  在同等情況下，會使用資源最多的節點，通過這個策略可以讓容器聚集起來。

• Spread

  在同等情況下，會使用資源最少的節點，通過這個策略可以讓容器均勻的分布在每個節點上。

• Random

  隨機選擇一個節點。

服務發現

稍微有點復雜，根據場景來說吧

• Ingress

  基于物理網絡之上的虛擬網絡，Swarm的上層應用不在依賴于物理網絡，并且能夠讓下面的物理網絡保持不變，老鐵就理解到這里就可以了，網絡本身涉及到的東西太多了，應該也聽過網絡工程師，既然有這個職位肯定這個不是那么容易學的，在這里就不會深入的進行詳解了。

PS：假定運行了一個nginx服務2個實例，nginx1 和nginx2，容器內的端口是80，主機內的端口是8080， 這2個容器分別運行在node2和node3上，看到了吧node1雖然沒有運行實例但是依然有8080端口在監聽，一個集群在所有的worker節點上都是可以訪問到的，隨便選一個節點輸入它的ip和8080端口就可以訪問到，或者搭建一個負載均衡External LB，負責輪詢的方式訪問每個上邊的8080端口，為什么在每個節點上都可以訪問我們的服務呢？每個服務啟動后所有的節點都會更新自己的VIP LB，把新的服務端口號和服務的信息建立一個關系，VIP LB是基于虛擬IP的負載均衡，VIP LB可以通過虛擬IP解析到真實IP，然后訪問到服務。

• Ingress+ link

  就類型docker-compose，可以通過docker-compose.yml文件創建出來一組容器，他們之前通過link的方式進行訪問，其實這種就類型docker-compose的link網絡。

PS：也就是在Ingress之上多了一個link的場景，可以通過link的方式訪問，也不需要主機的網絡，link怎么實現的呢，如果讓一個容器link到另一個容器很容易畢竟他們在一臺主機上，一個服務link到另一個服務其實沒有那么簡單了，可能包含一個容器，也可能包含很多個容器，可能運行在一臺機器上，也可能分布在多臺機器上，我們如何實現可以通過名字來訪問彼此呢，這用到了容器的dns，這里的nginx服務依賴于tomcat服務，nginx有2個實例，tomcat有一個實例，所有的nginx的容器都會對tomcat的解析，把它解析到tomcat的VIP，VIP負責做負載均衡，原理就是這樣的原理，link的方式外部是訪問不到的。link只適合swarm集群內部的場景。

• 自定義網絡

  使用自定義的網絡，首先要創建網絡，所有的網絡都可以通過名字來連接彼此，而不需要link操作了。只要連接這個網絡的彼此，都可以通過名字。底層來說它和link是類型的。通過dns來解析應用的名字。然后通過VIP LB的形式來進行負載均衡。

#創建自定義網絡
docker network create --driver=overlay --attachable mynet

#創建服務
docker  service create -p 80:80 --network=mynet --name nginx nginx

Ingress 支持外部訪問，Ingress+ link和自定義網絡只能容器間進行訪問。

服務編排

1. 服務部署&服務發現（上邊說到了）
2. 服務更新 -- docker service update
3. 服務擴縮容 -- docker service scale

Swarm

• 對外以Docker API 接口呈現

  好處直接可以平滑的切換到docker swarm上。基本不需要改變現有的系統

• 容易上手，學習成本低

  之前docker的經驗可以完成繼承過來。

• 輕量級，節省資源

  專注docker集群的管理。插件的機制swarm的模塊都抽象出來對應的API，可以根據自己的特點進行定制實現。

• 對docker命令參數支持完善

  跟docker同步發布，docker的新的特性在dockerSwarm上都可以得到體現。

PS：docker Swarm基本都了解的差不多了。下次開始docker swarm的環境搭建。