Docker Swarm集群管理

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Docker Swarm官方文档

Docker Swarm是Docker引擎原生内置的容器集群管理工具。

基本概念

Swarm节点

运行Docker的主机可以主动初始化一个Swarm集群作为Leader节点或者加入一个已存在的Swarm集群，这样这个运行Docker的主机就成为一个Swarm集群的节点。
Swarm集群节点可以分为manager管理节点和work工作节点。

管理节点用于Swarm集群的管理，docker swarm命令基本只能在管理节点执行。一个Swarm集群可以有多个管理节点，但只有一个管理节点可以成为Leader。

为了利用Swarm模式的容错特性，Docker建议您根据组织的高可用性要求实现奇数个节点。当您有多个管理器时，您可以从管理器节点的故障中恢复而无需停机。Docker建议一个Swarm最多使用七个管理器节点。一个N管理器集群最多可以容忍丢失 $\frac{N - 1}{2}$ 管理器。如：一个三管理器群最多可以容忍一名管理器的损失。

工作节点是任务执行节点，管理节点将服务(service)下发至工作节点执行。管理节点默认也作为工作节点。也可以通过配置让服务只运行在管理节点。
Docker Swarm集群管理

任务与服务

任务（task）是Swarm中的最小的调度单位，目前来说就是一个单一的容器。
服务（services）是指一组任务的集合，服务定义了任务的属性。

集群管理

端口配置

Docker Swarm集群管理

2377(TCP): 用来与管理器节点之间进行通信。不开放2377端口，可能会导致无法加入集群中。
7946(TCP/UDP): 用于docker节点之间的通信。
4789(UDP): 覆盖网络流量。
- 4789端口是Swarm数据路径端口的默认值，也称为VXLAN端口。防止任何不受信任的流量到达此端口很重要，因为VXLAN不提供身份验证。此端口应只对受信任的网络开放，而绝不能在外围防火墙上开放。

创建集群

$ docker swarm init --advertise-addr ${IP}

Swarm initialized: current node (xxx) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token xxx IP:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

在服务器上调用docker swarm init若输出正常即集群模式创建成功。本主机自动成为Leader管理员节点。当一台主机有多个网卡多个IP时，需要使用--advertise-addr参数来指定IP。

加入集群

在加入集群时，需要保证两个主机之间可以正常通讯。在加入集群时，需要Leader节点的token信息。在Leader节点中输入：

$ docker swarm join-token [manager|worker]

To add a manager to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token xxx IP:2377

根据需要加入工作节点还是管理节点选择参数，生成加入节点的语句。在主机中键入命令即可加入Leader节点。

$ docker swarm join --token xxx IP:2377

查看集群

$ docker node ls
ID      HOSTNAME         STATUS    AVAILABILITY   MANAGER STATUS   ENGINE VERSION
xxx *   docker-desktop   Ready     Active         Leader           20.10.23

通过docker node ls命令查看当前集群中有多少节点，节点的活动状况。

退出集群

$ docker swarm leave --force
Node left the swarm.

通过docker swarm leave来离开集群，对于Leader节点或退出集群失败的情况可以通过--force参数来强制退出。

节点设置

节点标签设置

在集群环境中，因为不同节点的系统、配置、环境等的不同，导致有的服务只能在只能在指定的机器上跑（如：只在带GPU机器上跑人工智能相关模型的服务），或者由于业务原因导致我们需要在特定的节点上跑相关服务。我们可以通过给节点设置label标签的方式来使节点固定在相关的机器上。

$ docker node update --label-add ${key}=${value} ${node_id}

${node_id}可以根据docker node ls命令进行查看，通过给节点添加label，在docker-compose文件中添加如下配置使服务只能在指定节点中运行。

deploy:
      placement:
        constraints:
          - node.labels.${key} == ${value}

节点信息查询

$ docker inspect ${node_id}
...
"Spec": {
            "Labels": {
                "arch": "x86_64"
            },
            "Role": "manager",
            "Availability": "active"
        },
...

通过docker inspect ${node_id}命令来查看节点的详情信息，如：我们可以通过inspect命令来查看我们对节点设置的标签信息。

服务管理

Docker Swarm采用懒加载的方式进行服务的部署，当调用完部署服务的命令后，可能会长时间看到服务没有正常启动，日志也没有任何输出，此时有可能是因为系统中还没有下载相关的镜像，Docker引擎正在后台默默的下载镜像。

部署服务

Swarm内置docker compose，可以通过docker-compose文件来进行部署，一次启动多个关联的服务。在Swarm中，我们可以使用docker stack deploy来进行Swarm服务的部署。

$ docker stack deploy ${services_name} -c ${compose_file_path}

其中-c指定docker-compose文件，在一次部署中可以指定多个服务部署文件进行多服务的部署。

查看服务

$ docker stack ls

通过docker stack ls可以查看本集群中有多少服务集，各个服务集里面有多少个服务

$ docker stack services ${services_name|servicves_id}

通过docker stack services ${services_name|servicves_id}命令查看该服务集下面有多少具体的服务，服务里面有多少个分片或任务，各个服务的具体运行情况。

服务日志查看

在docker服务中，可以通过volume挂在目录的方式将数据和日志等文件信息挂载到容器外。通过这种方式，可以有效健壮的保留容器的运行信息可进行容器迁移。在使用Docker时，建议将数据和日志挂载到外部磁盘上，这样可以打开外部文件进行日志信息的查看和传输管理等操作。
也可以使用如下命令：

docker service logs ${service_name|service_id} -f -t

注意查看日志的名称为${service_name|service_id}。可以通过docker stack services ${services_name|servicves_id}命令来查看具体的${service_name|service_id}信息、其中-t参数表示显示日志的时间戳，-f参数表示跟踪日志输出，即当在查看服务日志时，仍有日志输出，控制台会同步显示更新的日志信息。根据需要添加参数。