容器的编排前奏-Swarm mode

在 上张贴 由 ddy4633

为什么需要使用容器的编排？

  • 怎么去管理多个容器？
  • 怎么能方便的横向扩展？
  • 如果容器down了，怎么能够自动的恢复业务？
  • 如何去更新容器而不影响业务？
  • 如何去监控追踪这些个容器？
  • 怎么去调度容器的创建？
  • 怎么包保护数据的隐私？

Swarm的历史

  • 自从2017的docker，v1.12开始，集群管理和编排功能就已经集成进Docker Engine中。
  • 在这个版本之前的Swarm是一个单独提供的集群软件，而且依赖外部数据。
  • 对比Kubernetes，使用Swarm创建集群非常的简单，不需要安装额外的任何软件原生态，也不需要任何的配置。

什么是Swarm？

Docker Swarm管理的是docker Host集群（Clustering）
服务器集群是由于网络上相互连接的服务器组成，它们一起协作工作。

一堆的服务和服务器的集群有什么区别？

  • 集群可以像单台系统那样工作，同时也可以提供高可用、负载均衡和并行处理。而Swarm就是一个集群。

Swarm Mode

  • docker运行在一台宿主机器上运用Swarm和单独的容器，两者互相不影响。
Swarm就是运行Docker Enginer的多个主机组合成为的集群，
当没有启动Swarm的时候我们使用执行的是docker容器的命令，
当我们启动Swarm创建一个新的mode或加入一个新存在Swarm。
docker就具有了编排服务的能力。
  • 当Swarm遇见Swarm Mode

老的Docker Swarm：使用独立的外部KV存储（比如Consul、etcd、zookeeper），搭建独立运行的Docker主机集群，用户像操作单台Docker 机器一样操作整个集群，Docker Swarm把多台Docker主机当做一台Docker主机来管理。在docker 1.12版之前，只有搭建Docker Swarm集群，没有Swarm mode之说，结合machine和compose来操作所有Docker机器。这样的集群也是可以正常运行的，没有任何问题。

新的Swarm mode：是在docker 1.12版本中集成到 Docker 引擎中的，引入服务的概念，提供了众多的新特性，比如：具有容错能力的去中心化设计、内置服务发现、负载均衡、路由网格、动态伸缩、滚动更新、安全传输等。使得Docker 原生的Swarm mode集群具备与Mesos、Kubernetes叫板的实力。

Swarm Node

在Swarm集群中每一个Docker Enginer都是一个Node节点

  • node类型为：manager（控制节点）、worker（工作节点）

  • 为了方便Swarm中部署应用，我们会在Manager的node节点上编写部署的命令，由于控制节点分发给work

Swarm Service

  • Service的存在就是定义了work_node上需要执行的任务。
  • Swarm最为主要的目的就是保证我们Service一直处于我们期望的状态。

Swarm的特点

  • 1.Docker Engine集成集群管理

    使用Docker Engine CLI创建一个Docker Engine的Swarm模式，在集群中部署应用程序服务
  • 2.去中心化设计 
    Swarm角色分配为Manager和Worker借点，Manager节点故障不影响应用的使用
  • 3.扩容缩容 
    可以声明每个服务器运行的容器数量，通过添加或者删除容器自动调整期望的状态
  • 4.期望状态协调 
    Swarm Manager节点不断监控集群的状态，并且调整当前的状态与期望状态之间的差异，例如，设置一个服务运行10个副本容器，如果两个服务器的节点崩溃了，Manager将会创建两个新的副本代替崩溃的副本，并且将新的副本分配到可用的work节点上。
  • 5.多主机网络 
    可以为服务指定Overlay网络，当初始化或者更新应用程序的时候，SWarm manager会自动的为Overlay网络上的容器分配IP地址
  • 6.服务发现 
    Swarm manager节点为集群中的每一个服务分配唯一的DNS记录和负载均衡VIP，可以通过Swarm内置的DNS服务器查询集群中每一个运行的容器
  • 7.负载均衡 
    实现服务副本负载均衡，提供入口访问，也可以将服务入口暴露给外部负载均衡机器再一次的负载均衡
  • 8.安全传输 
    Swarm中的每一个节点使用TLS相互验证和加密，确保安全的其他节点通信
  • 9.滚动更新 
    升级时，逐步的将应用服务更新到节点，如果出现问题，可以将任务回滚到先前的版本。

Swarm的架构

DNS服务发现

Routing Mesh的两种体现

  • Internal-Container和Container之间的访问通过overlay网络（VIP虚拟IP）
    • 以负载均衡的模式把请求推送到各个节点容器

1.不同的工作组在同一个overlay中如何通信

2.客户端的请求是如何一步步到达容器处理的

  • Ingress-如果服务有绑定接口，则此服务可以用过任意swarm节点的相应接口访问
    • 外部访问的负载均衡

    • 服务端口被暴露到各个节点swarm节点

    • 内部通过IPVS进行负载均衡

部署Swarm

使用swarm的前提

  • Docker版本大于1.12
  • 集群节点之间保证TCP：2377、TCP/UDP 7946、UDP 4789端口通信

节点的规划

节点名称 操作系统 IP地址 服务器 规格
Swarm_manager Centos7 10.104.253.33 腾讯云 2G2G
Swarm_node1 Centos7 10.186.33.161 腾讯云 2G2G
Swarm_node2 Centos7 10.104.54.87 腾讯云 2G2G

开始部署

swarm相关命令 相关解释
docker swarm init 初始化集群
docker swarm join-token worker 查看工作节点的 token
docker swarm join-token manager 查看管理节点的 token
docker swarm join 加入集群中

创建控制主机

[root@VM_253_33_centos ~]# docker swarm init --advertise-addr 10.104.253.33     #指定要创建的Swarm manager控制节点

Swarm initialized: current node (qishvxpcc7iibe2q04t1w9jms) is now a manager.

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

    docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-310j2qc2gwbp84n7kuaxu3mpdy9p1xp38xbq5nil2br9rk3i5l-cv40bmktgys4mtqif51fbg06m \
    10.104.253.33:2377

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

加入节点

docker swarm join \
--token SWMTKN-1-310j2qc2gwbp84n7kuaxu3mpdy9p1xp38xbq5nil2br9rk3i5l-cv40bmktgys4mtqif51fbg06m \     #执行语句加入集群
This node joined a swarm as a worker.

查看集群

docker node ls

查看一个节点的详细信息

docker node inspect --pretty VM_253_33_centos

容器服务的基础操作

swarm server相关命令 相关解释
docker service create 部署服务
docker service inspect 查看服务详情
docker service logs 产看某个服务日志
docker service ls 查看所有服务详情
docker service rm 删除某个服务（-f强制删除）
docker service scale 设置某个服务个数
docker service update 更新某个服务

1.创建一个服务

[root@VM_253_33_centos ~]# docker service create --replicas 1 --name hellow busybox     --relicas创建一个副本数指定数量

2.查看当前运行中的服务

[root@VM_253_33_centos ~]# docker service ls
ID            NAME    MODE        REPLICAS  IMAGE
rjqr9qpt3ajv  hellow  replicated  0/1       busybox:latest

3.查看服务下运行的容器

[root@VM_253_33_centos ~]# docker service ps hellow     #启动镜像处于失败的状态中，manager会自动查看你启动的状态，如果不是期望的会自动再次启动

4.让容器真正的运行起来

1.让容器执行任务

[root@VM_253_33_centos ~]# docker service update --args "ping www.baidu.com" hellow     #指定容器的任务

2.过滤查看我们运行的容器

docker service ps -f "desired-state=Ready" hellow       #-f指定查看的容器状态

5.对容器进行扩容

docker service scale hellow=3       #scale指定扩容的数量
docker service ps -f "desired-state=Ready" hellow       #过滤正在运行中的全部容器，三个容器在不同的节点启动了

6.滚动更新redis

解释:对我们的容器进行平滑的升级，例如的Redis2—>redis3，这样的一个过程。

docker service create \
--replicas 3 \
--name redis \
--update-delay 10s \        #更的间隔10S
redis:3.0.6

7.开始平滑更新

docker service update --image redis:3.0.7 redis     #更新并且指定镜像的版本
docker service ps -f "desired-state=Running" redis      #等待30~40秒左右
更新的方式为：停止当前的第一个副本更新当第一个副本State为running时候继续更新，下一个副本。否则停止更新

容器服务的管理

1.创建一个服务并且设置更新策略

[root@VM_253_33_centos ~]# docker service create \
> --name my_web \
> --replicas 10 \
> --update-delay 10s \
> --update-parallelism 2 \      #默认最大的并行数量，就是可以同时执行的任务
> --update-failure-action continue \        #如果更新失败，则继续更新
> nginx:1.12

成功的运行

2.创建服务的时候设定回滚的策略

[root@VM_253_33_centos ~]# docker service create \
> --name my_web \
> --replicas 10 \
> --rollback-parallelism 2 \
> --rollback-monitor 20s \
> --rollback-max-failure-ratio .2 \     #故障率小于20%就容忍不回滚
nginx:1.12

3.服务更新

docker service update --image nginx1.13 my_web

4.如果执行不成功则可以手动回滚

docker service update --rollback --update-delay 0s my_web

容器服务的水平扩展

创建一个简单的容器

docker service create --name demo busybox sh -c "while true;do sleep 3600;done"     #创建并让他保持后台执行

使用scale水平扩容

创建demo
docker service scale demo=3 在一个副本中创建三个容器

swarm为我们提供一个高可用，当我们在一个副本中的某些容器宕机后，会自动的在其他的节点上生成新的容器。

例如

[root@swarm-node1 ~]# docker stop c3230b47eb69      #在主节点1停止一个容器

Swarm使用原生的Overlay Network

1.创建自己的Overlay网络

docker network create --driver overlay my-network

2.创建新的服务并且运行到Overlay网络

[root@swarm-manager ~]# docker service create \
> --replicas 3 \        #容器数量3个
> --network my_network \
> --name my-web \
> nginx

每一个节点上都平均分配一个

3.将现有的网络连接到overlay网络

docker service update --network-add my-network my-web

4.将现有的网络连接删除overlay网络

docker service update --network-rm my-network my-web

Swarm的数据持久化

1.创建数据卷

Swarm部署wordprss

创建一个桥接网卡

docker network create -d overlay demo

创建一个Mysql

[root@swarm-manager ~]# docker service create \
> --name mysql \
> --env MYSQL_ROOT_PASSWORD=root \
> --env MYSQL_ROOT_DATABASE=wordpress \
> --network demo \
> --mount type=volume,source=mysql-data,destination=/var/lib/mysql \
> mysql:5.7

创建一个wordpress

docker service create \
> --name wordpress \
> -p 80:80 \
> --env WORDPRESS_DB_PASSWORD=root \
> --env WORDPRESS_DB_HOST=mysql \
> --network demo wordpress

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