通用技术 Docker Swarm 集群初探
前言
相信 Docker 技术大家都有所了解，单个 Docker 能发挥的作用毕竟有限，也不便于管理，所以 Docker 得组集群来使用才能发挥强大的技术优势。既然要组集群那就涉及诸如 Docker 的资源调度、管理等等一系列问题。目前涉及 Docker 集群的三个主要的技术无外乎 Swarm、Kubernetes、Mesos 三种。从本文开始作者将会一一实践这几种主要的 Docker 集群技术，话不多说，现在开始。
环境准备
- Mac OS X 10.13.2
- Docker 17.09.1-ce-mac42 (21090)
- virtualbox（虚拟集群中节点时需要）
- boot2docker v1.8.0（在虚拟节点中起 docker 环境时需要）
环境搭建
节点规划如下：
我们需要 4 个节点（1 个 master + 3 个 slave），由于没有真实地 4 台物理机，所以下文中是靠docker-machine、virtualbox以及boot2docker来虚拟出 4 个独立 IP 地址的带 docker 环境的节点，大家注意！
环境安装：
- Docker 环境安装：
>Tips： 以前 Mac 上一般是使用
boot2docker这个专门为 OS X 上运行 Docker 而开发的一个轻量级的虚拟主机管理工具来安装 docker，现在boot2docker这种安装方式官方已经 deprecated 了（当然下文中还是需要boot2docker.iso的镜像来帮助我们在虚拟的节点上起 docker 环境），可以直接下载 docker 的 dmg 安装包双击进行安装即可
我们选择 docker CE 版安装即可，下载链接如下：
https://store.docker.com/search?type=edition&offering=community
注意：选择官方 docker dmg 包安装完成以后，
docker-machine已经天然地集成于其中了，该工具在下文中创建虚拟节点时需要，它是一个可以在虚拟主机节点上安装 docker engine 的工具
- virtualbox 安装 >由于我们搭建集群需要具备多个不同 IP 地址的节点，然而我们手上仅一台电脑，所以需要借助 virtualbox 来虚拟出多个不同 IP 地址的节点供我们使用需要
去官方下载 virtualbox 的 dmg 安装包，双击安装即可：
https://www.virtualbox.org/
- boot2docker 安装 Boot2Docker 是一个专为 Docker 而设计的轻量级 Linux 发型包，解决 Windows 或者 OS X 用户不能安装 Docker 的问题。Boot2Docker 完全运行于内存中，体积小，启动快。Boot2Docker 需要运行在 VirtualBox 中。
我使用的是 brew 这个 mac 上的包管理器安装的，非常方便，只需一行命令：
brew install boot2docker
除此之外我们还需要下载 boot2docker.iso 镜像在后文中进行使用：
https://github.com/boot2docker/boot2docker/releases/tag/v17.07.0-ce
我们先把boot2docker.iso下好后面备用
Docker Swarm 集群实验
先创建 4 个虚拟节点（1 个 master + 3 个 slave）
首先要将之前下载的boot2docker.iso放到/Users/你的用户名/.docker/machine/cache/目录下，然后执行如下命令：
docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso master
docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso slave1
docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso slave2
docker-machine create --virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso slave3
注意：上面若不指定 boot2docker 的路径：
--virtualbox-boot2docker-url ~/.docker/machine/cache/boot2docker.iso，直接执行docker-machine create master创建节点时，可能会报No default Boot2Docker ISO found locally, downloading the latest release...这种错误！所以最好自己指定 boot2docker.iso 镜像路径
docker-machine 命令创建虚拟机过程细节如下：
创建完 4 个节点以后，可以用docker-machine ls命令查看一下各个节点的情况，可以看到自动为其分配了独立的 IP 地址：
ssh 接入虚拟节点
开启 4 个独立的 terminal 终端，分别执行：
docker-machine ssh master
docker-machine ssh slave1
docker-machine ssh slave2
docker-machine ssh slave3
执行后的效果如下图：
接下来在 master 上初始化一个 docker swarm 集群
执行命令：
docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.100
效果如下：
上述命令执行成功后，提示中会告知用户在 slave 节点上执行命令 docker swarm join --token SWMTKN-1-1uzft9zcrd5cl7eva4gr4ptgrs1gc252483ey19xfphcuxc8ta-evsmmj7b7kleh7yoezjutzuu2 192.168.99.100:2377
可以加入到该集群中，把命令都告诉你了，你说智不只能！
将 3 个 slave 节点加入集群
分别去三个 slave 上，输入上面提示中的命令：
docker swarm join --token SWMTKN-1-1uzft9zcrd5cl7eva4gr4ptgrs1gc252483ey19xfphcuxc8ta-evsmmj7b7kleh7yoezjutzuu2 192.168.99.100:2377
执行效果如下：
注意：如果忘了 docker swarm join 命令中的 token 命令的话，可以使用命令
docker swarm join-token worker来 get 之
好，到此为止应该说 docker swarm 集群的搭建工作已经完成了，那下面在这个集群上做点实际的任务吧！
开始在 master 节点上创建服务
我们计划在该 docker 集群上部署高可用的 nginx 容器任务来作为演示：
在 master 节点上执行如下命令来创建名为 mynginx 的 service，让其有 2 份 nginx 容器副本分配到集群中去，起在 8080 端口：
docker service create --replicas 2 -d -p 8080:80 --name mynginx registry.docker-cn.com/library/nginx
然后使用如下两条命令查看效果：
docker service ls
docker service ps mynginx
执行效果如下：
此处有两点需要注意：
- 我们使用了
registry.docker-cn.com/library/nginx作为加速镜像，不然可能在 slave 上 pull 镜像的时候 timeout - 注意此处创建了 service 之后并不是 nginx 容器立马都在 slave 上起起来了，是需要等一段时间的（如，我等了近 8 分钟），因为在 slave 上还要去 pull nginx 镜像，再启动 nginx 容器等，没有那么快
等待若干分钟以后，我们再看效果，发现此时任务顺利地分发到 slave1 和 slave2 上了：
分别用浏览器访问：
http://192.168.99.101:8080 和 http://192.168.99.102:8080 ，会得到如下结果：
成功访问到了 slave 节点中起起来的 nginx 服务！
此时分别去 slave1 和 slave2 上查看容器运行情况，结果如下：
进一步实验：扩容 service 中的任务
我们想将 nginx 容器平滑地扩容到 3 份，在 master 上执行：
docker service scale mynginx=3
然后在 master 上查看 service，发现新增的一个容器任务分配到 slave3 上了，当然此时 slave3 上正在 preparing：
等若干分钟后在 master 上再次查看 service，发现 slave3 上的 nginx 容器任务成功启动了：
去 slave3 节点上 docker ps 看一下，发现容器确实启动了：
#### 进一步实验：集群中 service 高可用
目前有 3 个运行的 nginx 容器保证服务的可用性，如果其中一个容器意外关闭将会是什么情况？接下来就来模拟
我们关闭 slave1 上此时正在运行着的 nginx 容器，看服务有什么变化：
此时去 master 节点上查看信息发现，被关掉的 nginx 被分配到 master 上重启了：
此时我又关闭 master 节点上启动的 nginx 容器，发现刚关闭不久后，nginx 容器又重新在 master 上恢复了：
接下来我们来将 slave3 宕机（宕机和前文的关闭 nginx 容器不同，此处模仿的是物理宕机），我们在控制台中使用 docker-machine stop 来模拟宕机动作：
此时去 master 上查看 service 信息发现 slave3 宕机以后，nginx 任务又重启与 slave1 上来保持高可用：
最后来把狠的，我们将 slave1，slave2，slave3 全部从集群中断开：
结果去 master 上查看 service 信息，发现 3 个容器副本全部迁移到 master 之上了：
此时在 master 上执行docker ps查看容器信息如下：运行着 3 个 nginx 容器：
总而言之，无论怎么操作集群都能保持制定数量的容器副本来实现高可用！
【干货】总结一下上文中的常用命令
- 创建虚拟主机节点
docker-machine create 虚拟主机名 - 查看虚拟机节点信息
docker-machine ls - 停止虚拟主机节点
docker-machine stop 虚拟主机名 - 删除虚拟主机节点
docker-machine rm 虚拟主机名 - 初始化 docker swarm 集群
docker swarm init --advertise-addr master的IP地址 - slave 节点加入集群
docker swarm join --token [token] [master的IP]:[master的端口] - slave 节点主动离开集群
docker swarm leave - 在 master 上获取加入集群的 token
docker swarm join-token worker - master 上创建 service 举例：
docker service create --replicas 2 -d -p 8080:80 --name 服务名 镜像名 - master 上查看 service 信息
docker service ls docker service ps 你所创建的服务的ID - 在 master 上删除 service
docker service rm 服务名 - 在 master 上进行服务扩容
docker service scale 你的service name=你要的副本数目
参考文献
- http://www.widuu.com/docker/installation/mac.html
- http://www.widuu.com/docker/installation/mac.html
- https://www.docker.com/community-edition
- https://www.docker.com/community-edition
- https://www.jianshu.com/p/096244610e15
- https://www.cnblogs.com/atuotuo/p/6265541.html
后记
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作者更喜欢 swarm 还是 k8s 呀