企业运维容器之 docker 三剑客swarm

• • 1. Docker Swarm简介
  • 2. Docker Swarm实践
  • 3. docker stack部署
  • 4. Portainer可视化

【docker|企业运维容器之 docker 三剑客swarm】
1. Docker Swarm简介

• Swarm 在 Docker 1.12 版本之前属于一个独立的项目，在 Docker 1.12 版本发布之后，该项目合并到了 Docker 中，成为 Docker 的一个子命令。
• Swarm 是 Docker 社区提供的唯一一个原生支持 Docker 集群管理的工具。
• Swarm可以把多个 Docker 主机组成的系统转换为单一的虚拟 Docker 主机，使得容器可以组成跨主机的子网网络。
• Docker Swarm 是一个为 IT 运维团队提供集群和调度能力的编排工具
• Docker Swarm 优点
  任何规模都有高性能表现，灵活的容器调度，服务的持续可用性和 Docker API 及整合支持的兼容性。
  Docker Swarm 为 Docker 化应用的核心功能（诸如多主机网络和存储卷管理）提供原生支持。
• docker swarm 相关概念
  节点分为管理 (manager) 节点和工作 (worker) 节点；
  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。

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2. Docker Swarm实践

• 创建 Swarm 集群
  初始化集群： docker swarm init

[root@server1 ~]# docker swarm init Swarm initialized: current node (lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4u) is now a manager.To add a worker to this swarm, run the following command:docker swarm join --token SWMTKN-1-6042qvxj27capknpxotehy0zk380r6dg0pgu5qv7g0z04slv6x-bh8eio618l0tu2pfnkm65emwd 172.25.15.1:2377To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

该指令只能在 leader 上执行

[root@server1 ~]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4u *server1ReadyActiveLeader19.03.15

根据提示在其他docker节点上执行命令，其他结点加入：

[root@server2 compose]# docker swarm join --token SWMTKN-1-6042qvxj27capknpxotehy0zk380r6dg0pgu5qv7g0z04slv6x-bh8eio618l0tu2pfnkm65emwd 172.25.15.1:2377 This node joined a swarm as a worker.[root@server3 docker]# docker swarm join --token SWMTKN-1-6042qvxj27capknpxotehy0zk380r6dg0pgu5qv7g0z04slv6x-bh8eio618l0tu2pfnkm65emwd 172.25.15.1:2377 This node joined a swarm as a worker.

此时再次查看其结点信息：

[root@server1 ~]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4u *server1ReadyActiveLeader19.03.15 [root@server1 ~]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4u *server1ReadyActiveLeader19.03.15 zhhp5501wu76cluglinzdv70wserver2ReadyActive19.03.15 k39m95d6c0oc40biyzb5cdyixserver3ReadyActive19.03.15

会自动创建一个网络：

[root@server1 ~]# docker network ls NETWORK IDNAMEDRIVERSCOPE e3c1f4d37c07bridgebridgelocal 8535c5281d20docker_gwbridgebridgelocal 8a1d46231c4eharbor_harborbridgelocal 9060ca2c0d1eharbor_harbor-chartmuseumbridgelocal 7b739bd64a8fharbor_harbor-clairbridgelocal 1d41c7aa2f92harbor_harbor-notarybridgelocal 37f739e41113harbor_notary-sigbridgelocal 9894c728c0a7hosthostlocal zqor0s9qs2ihingressoverlayswarm fcd1bdec9b88nonenulllocal

创建服务：docker service create --name mysrc --replicas 2 -p 80:80 nginx，表示创建一个服务，名称为 mysrc，副本数为 2 ，端口映射；具体的参数可以用命令来查看帮助： docker service create --help 。
命令解释：
docker service create 命令创建一个服务
–name 服务名称命名为 my_cluster
–network 指定服务使用的网络模型
–replicas 设置启动的示例数为3
以上在创建时，会非常慢，当没有镜像时会从网上拉取；
此处用 1 号主机来作为本地软件仓库所在的主机；将2号主机作为管理结点；其余3号和4号作为两个结点主机来观察实验效果；
在开一个虚拟机，在 234 上来观察实验效果，让1为本地软件仓库；
然后让1主结点下线，2上线；
首先新开一台4号主机，利用 docker-machine 来为其部署容器；

[root@server1 ~]# ssh-copy-id server4 [root@server1 ~]# docker-machine create -d generic --generic-ip-address 172.25.25.4 --engine-install-url "http://172.25.25.250/get-docker.sh" server4 [root@server1 ~]# docker-machine ls NAMEACTIVEDRIVERSTATEURLSWARMDOCKERERRORS server2-genericRunningtcp://172.25.25.2:2376v19.03.25 server3-genericRunningtcp://172.25.25.3:2376v19.03.25 server4-genericRunningtcp://172.25.25.4:2376v19.03.25

写入解析，指定仓库：

[root@server4 ~]# vim /etc/hosts [root@server4 ~]# cd /etc/docker/ [root@server4 docker]# ls ca.pemcerts.ddaemon.jsonkey.jsonserver-key.pemserver.pem [root@server4 docker]# systemctl reload docker.service [root@server3 docker]# vim /etc/hosts [root@server3 docker]# ls ca.pemcerts.ddaemon.jsonkey.jsonserver-key.pemserver.pem [root@server3 docker]# systemctl reload docker.service [root@server3 docker]# docker info

让4号主机也加入swarm 集群：

[root@server4 docker]# docker swarm join --token SWMTKN-1-6042qvxj27capknpxotehy0zk380r6dg0pgu5qv7g0z04slv6x-bh8eio618l0tu2pfnkm65emwd 172.25.15.1:2377 This node joined a swarm as a worker.[root@server1 ~]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4u *server1ReadyActiveLeader19.03.15 zhhp5501wu76cluglinzdv70wserver2ReadyActive19.03.15 jxlltu5j93daz2k8mhj154gkcserver4ReadyActive19.03.15 k39m95d6c0oc40biyzb5cdyixserver4ReadyActive19.03.15

此时让原先控制结点下线，然后2号结点来接管：

[root@server1 ~]# docker node promote server2 ##先提升2号主机的身份 Node server2 promoted to a manager in the swarm. [root@server1 ~]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4u *server1ReadyActiveLeader19.03.15 zhhp5501wu76cluglinzdv70wserver2ReadyActiveReachable19.03.15 jxlltu5j93daz2k8mhj154gkcserver4ReadyActive19.03.15 k39m95d6c0oc40biyzb5cdyixserver4ReadyActive19.03.15 [root@server1 ~]# docker node demote server1 Manager server1 demoted in the swarm. ##降低1号主机的身份，降低身份之后2号主机会自动接管，此时在1号主机上便不可在查看结点信息 [root@server1 ~]# docker node ls Error response from daemon: This node is not a swarm manager. Worker nodes can't be used to view or modify cluster state. Please run this command on a manager node or promote the current node to a manager.

当1号主机下线之后，原先准备的2号主机便会自动接管。此时只能从2号主机上查看结点信息；

[root@server2 docker]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4userver1ReadyActive19.03.15 zhhp5501wu76cluglinzdv70w *server2ReadyActiveLeader19.03.15 jxlltu5j93daz2k8mhj154gkcserver4ReadyActive19.03.15 k39m95d6c0oc40biyzb5cdyixserver4ReadyActive19.03.15

让1号主机离开 swarm 集群；

[root@server1 ~]# docker swarm leave Node left the swarm.

当1号主机离开集群之后，此时在管理主机上看到的信息是 down ，可以在管理主机上删除已经 down 的主机；

[root@server2 docker]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION lwl1574190s7dk2m0vwq8fo4userver1DownActive19.03.15 zhhp5501wu76cluglinzdv70w *server2ReadyActiveLeader19.03.15 jxlltu5j93daz2k8mhj154gkcserver4ReadyActive19.03.15 k39m95d6c0oc40biyzb5cdyixserver4ReadyActive19.03.15[root@server2 docker]# docker node rm server1 server1 [root@server2 docker]# docker node ls IDHOSTNAMESTATUSAVAILABILITYMANAGER STATUSENGINE VERSION zhhp5501wu76cluglinzdv70w *server2ReadyActiveLeader19.03.15 jxlltu5j93daz2k8mhj154gkcserver4ReadyActive19.03.15 k39m95d6c0oc40biyzb5cdyixserver4ReadyActive19.03.15

开启仓库，开启之后在网页访问看是否信息完整；

[root@server1 harbor]# docker-compose start

让其他几个结点将仓库地址指向本地仓库；

[root@server3 ~]# cd /etc/docker/ [root@server3 docker]# ls ca.pemkey.jsonserver-key.pemserver.pem [root@server3 docker]# ls ca.pemcerts.ddaemon.jsonkey.jsonserver-key.pemserver.pem [root@server3 docker]# cat daemon.json { "registry-mirrors": ["https://reg.westos.org"] } [root@server3 docker]# docker info

此时再次创建服务 ,此时在创建时就很快；

[root@server2 docker]# docker service create --name mysrc --replicas 3 -p 80:80 nginx g43i606dexdivzkizfezr2hws overall progress: 3 out of 3 tasks 1/3: running 2/3: running 3/3: running verify: Service converged [root@server2 docker]# docker service ls IDNAMEMODEREPLICASIMAGEPORTS g43i606dexdimysrcreplicated3/3nginx:latest*:80->80/tcp[root@server2 docker]# docker service ps mysrc ##查看该服务三个容器分别运行在那些结点上 IDNAMEIMAGENODEDESIRED STATECURRENT STATEERRORPORTS ym8aya7uzm1fmysrc.1nginx:latestserver2RunningRunning about a minute ago kj8aa1rvvjgrmysrc.2nginx:latestserver4RunningRunning about a minute ago 6kaj088cdmfmmysrc.3nginx:latestserver4RunningRunning about a minute ago

此时虽然可以访问，但是看到的信息都是测试页，效果不明显，此时再次上传一个镜像来做测试；

[root@server1 ~]# docker load -i myapp.tar d39d92664027: Loading layer4.232MB/4.232MB 8460a579ab63: Loading layer11.61MB/11.61MB c1dc81a64903: Loading layer3.584kB/3.584kB 68695a6cfd7d: Loading layer4.608kB/4.608kB 05a9e65e2d53: Loading layer16.38kB/16.38kB a0d2c4392b06: Loading layer7.68kB/7.68kB Loaded image: ikubernetes/myapp:v1 Loaded image: ikubernetes/myapp:v2 [root@server1 ~]# docker images | grep myapp ikubernetes/myappv1d4a5e0eaa84f3 years ago15.5MB ikubernetes/myappv254202d3f0f353 years ago15.5MB [root@server1 ~]# docker tag ikubernetes/myapp:v1 reg.westos.org/library/myapp:v1 [root@server1 ~]# docker tag ikubernetes/myapp:v2 reg.westos.org/library/myapp:v2 [root@server1 ~]# docker push reg.westos.org/library/myapp:v1 The push refers to repository [reg.westos.org/library/myapp] [root@server1 ~]# docker push reg.westos.org/library/myapp:v2 The push refers to repository [reg.westos.org/library/myapp]

此时再次创建服务，来测试：

[root@server2 docker]# docker service rm mysrc mysrc [root@server2 docker]# docker service create --name mysrc --replicas 3 -p 80:80 myapp:v1 yibrpco1vuc1wziyl8vlskjjh overall progress: 3 out of 3 tasks 1/3: running 2/3: running 3/3: running verify: Service converged

测试负载均衡，此时在访问任何一个都是负载均衡的；

[root@westos ~]# curl 172.25.25.2 Hello MyApp | Version: v1 | Pod Name [root@westos ~]# curl 172.25.25.2/hostname.html 4fa916724b12 [root@westos ~]# curl 172.25.25.2/hostname.html 451e21d2a9cf [root@westos ~]# curl 172.25.25.2/hostname.html 0d7e76ef89d2 [root@westos ~]# curl 172.25.25.2/hostname.html 4fa916724b12 [root@westos ~]# curl 172.25.25.2/hostname.html 451e21d2a9cf [root@westos ~]# curl 172.25.25.2/hostname.html 0d7e76ef89d2 [root@westos ~]# curl 172.25.25.2/hostname.html 4fa916724b12

弹性拉伸：

[root@server2 docker]# docker service scale mysrc=https://www.it610.com/article/6 mysrc scaled to 6 overall progress: 6 out of 6 tasks 1/6: running 2/6: running 3/6: running 4/6: running 5/6: running 6/6: running verify: Service converged [root@server2 docker]# docker service ps mysrc IDNAMEIMAGENODEDESIRED STATECURRENT STATEERRORPORTS jwqv0y21uzj2mysrc.1myapp:v1server2RunningRunning about a minute ago 1qcjndb06k8cmysrc.2myapp:v1server4RunningRunning about a minute ago v86koacmvnjnmysrc.3myapp:v1server4RunningRunning about a minute ago oum30ikxxv9gmysrc.4myapp:v1server4RunningRunning 17 seconds ago w2r1bksii1xqmysrc.5myapp:v1server2RunningRunning 17 seconds ago wvz17t7ao5lgmysrc.6myapp:v1server4RunningRunning 17 seconds ago

然后可以再次测试负载均衡的效果，新加入的会自动加入负载均衡队列。
为了更加可视化的观察实验效果，下载一个监控镜像进入可视化的图形界面来观察其效果；

[root@server1 ~]# docker load -i visualizer.tar [root@server1 ~]# docker images| grep visualizer dockersamples/visualizerlatest17e55a9b23543 years ago148MB [root@server1 ~]# docker tag dockersamples/visualizer reg.westos.org/library/visualizer:latest [root@server1 ~]# docker push reg.westos.org/library/visualizer

部署 swarm 监控，再次创建服务来观察实验效果：

[root@server2 ~]# docker service create \ --name=viz --publish=8080:8080/tcp \ --constraint=node.role==manager \ --mount=type=bind,src=https://www.it610.com/var/run/docker.sock,dst=/var/run/docker.sock visualizer:latest

以上信息表示创建一个服务，名称为 viz 端口为 8080，限制其只能在管理结点，将本机服务挂载到容器中，最后为镜像名称。
创建完成之后，此时即可在网页上查看:

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此时扩容为10个时，再次查看：

[root@server2 docker]# docker service ls IDNAMEMODEREPLICASIMAGEPORTS reye7bjec995mysrcreplicated6/6myapp:v1*:80->80/tcp fvr1j0ck125pvizreplicated1/1visualizer:latest*:8080->8080/tcp [root@server2 docker]# docker service scale mysrc=https://www.it610.com/article/10 [root@server2 docker]# docker service ls IDNAMEMODEREPLICASIMAGEPORTS reye7bjec995mysrcreplicated10/10myapp:v1*:80->80/tcp fvr1j0ck125pvizreplicated1/1visualizer:latest*:8080->8080/tcp [root@server2 docker]# docker service ps mysrc IDNAMEIMAGENODEDESIRED STATECURRENT STATEERRORPORTS a8iwy0qdhzbhmysrc.1myapp:v1server3RunningRunning 17 minutes ago uk3x8pcjoj9umysrc.2myapp:v1server2RunningRunning 17 minutes ago tm2ojnskkk1vmysrc.3myapp:v1server4RunningRunning 17 minutes ago nsijhp2jlepumysrc.4myapp:v1server4RunningRunning 13 minutes ago 37cjrw61yrg1mysrc.5myapp:v1server3RunningRunning 13 minutes ago nhhvz5ngj8q1mysrc.6myapp:v1server2RunningRunning 13 minutes ago gqx6cp663fndmysrc.7myapp:v1server3RunningRunning about a minute ago jjscxjnz8d66mysrc.8myapp:v1server4RunningRunning about a minute ago spsrme15yedmmysrc.9myapp:v1server2RunningRunning about a minute ago klyzs5qblfudmysrc.10myapp:v1server3RunningRunning about a minute ago [root@server2 docker]# docker service ps viz IDNAMEIMAGENODEDESIRED STATECURRENT STATEERRORPORTS iljzp0c1xbknviz.1visualizer:latestserver2RunningRunning 3 minutes ago

• 滚动更新
  docker service update --image httpd --update-parallelism 2 --update-delay 5s my_cluster 的参数可以用 docker service update --help 来查看；
  –image 指定要更新的镜像
  –update-parallelism 指定最大同步更新的任务数
  –update-delay 指定更新间隔

[root@server2 docker]# docker service update --image myapp:v2 --update-parallelism 2 --update-delay 2s mysrc

此时测试时可以看到其调度到 v2 上，可视化页面能清除的看到其变化；

[root@westos ~]# curl 172.25.25.2 Hello MyApp | Version: v2 | Pod Name

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3. docker stack部署

• 基于 Docker Swarm 之上来完成应用的部署,面向大规模场景下的多服务部署和管理。
• docker stack与docker-compose的区别：
  Docker stack不支持“build”指令，它是需要镜像是预先已经构建好的， 所以docker-compose更适合于开发场景；
  Docker Compose是一个Python项目，使用Docker API规范来操作容器。
  Docker Stack功能包含在Docker引擎中，是swarm mode的一部分。
  Docker stack不支持基于第2版写的docker-compose.yml ，也就是version版本至少为3。然而Docker Compose对版本为2和3的 文件仍然可以处理；
  docker stack把docker compose的所有工作都做完了，因此docker stack将占主导地位。
• docker stack相关命令：

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用 compose 来完成部署，创建文件，写入 yaml 文件；
先删除之前创建的服务；

[root@server2 docker]# docker service rm mysrc mysrc [root@server2 docker]# docker service rm viz viz

然后编辑 yaml 文件；

[root@server2 ~]# mkdir compose [root@server2 ~]# cd compose/ [root@server2 compose]# vim docker-compose.yaml [root@server2 compose]# cat docker-compose.yaml version: "3.8" services:mysvc: image: nginx:latest ports: - "80:80" deploy: resources:##做资源限制 limits:##做cpu 上限限制 cpus: '0.50' memory: 200M##做内存上限限制 reservations:##最少限制 cpus: '0.25' memory: 50M replicas: 3##副本数 update_config: parallelism: 2##每次更新两个 delay: 5s##延迟2s restart_policy:##当容器故障时自动重启 condition: on-failurevisualizer: image: visualizer:latest ports:##端口映射 - "8080:8080" stop_grace_period: 1m30s volumes:##挂载 - "/var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock" deploy: placement: constraints: - "node.role==manager"##限制在管理结点

利用 yaml 文件来开始部署：

[root@server2 compose]# docker stack deploy -c docker-compose.yaml myservice Creating network myservice_default Creating service myservice_mysvc Creating service myservice_visualizer[root@server2 compose]# docker service ls IDNAMEMODEREPLICASIMAGEPORTS ylf14u27qpa8myservice_mysrcreplicated3/3nginx:latest*:80->80/tcp zqww2cf6r7ijmyservice_visualizerreplicated1/1visualizer:latest*:8080->8080/tcp[root@server2 compose]# docker service ps myservice_mysrc IDNAMEIMAGENODEDESIRED STATECURRENT STATEERRORPORTS ir8qdahngviimyservice_mysrc.1nginx:latestserver2RunningRunning 2 minutes ago rcjtmdkpr312myservice_mysrc.2nginx:latestserver4RunningRunning 2 minutes ago li4wn2zn0ym4myservice_mysrc.3nginx:latestserver4RunningRunning 2 minutes ago [root@server2 compose]# docker service ps myservice_visualizer IDNAMEIMAGENODEDESIRED STATECURRENT STATEERRORPORTS pa2ksznaeahimyservice_visualizer.1visualizer:latestserver2RunningRunning about a minute ago

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4. Portainer可视化 集群最好有一个 web 接口，下载portainer 图形工具，配置本地镜像仓库；
为了区别于其他的镜像，此处在在 habor 上新建一个项目；

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然后将镜像上传至仓库；供 server 端下载；

[root@server1 ~]# docker load -i portainer-agent.tar [root@server1 ~]# docker load -i portainer.tar [root@server1 ~]# docker images | grep portainer portainer/portainerlatest19d07168491a2 years ago74.1MB portainer/agentlatest9335796fedf92 years ago12.4MB [root@server1 ~]# docker tag portainer/portainer:latest reg.westos.org/portainer/portainer:latest [root@server1 ~]# docker tag portainer/agent:latest reg.westos.org/portainer/agent:latest [root@server1 ~]# docker push reg.westos.org/portainer/portainer [root@server1 ~]# docker push reg.westos.org/portainer/agent:latest

在管理结点上编辑yaml语言；此处所有的服务端和 agent 共享一个网络；

[root@server2 ~]# ls composehaproxy.tarportainer-agent-stack.yml [root@server2 ~]# vim portainer-agent-stack.yml version: '3.2'services: agent: image: portainer/agent environment: # REQUIRED: Should be equal to the service name prefixed by "tasks." when # deployed inside an overlay network AGENT_CLUSTER_ADDR: tasks.agent # AGENT_PORT: 9001 # LOG_LEVEL: debug volumes: - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock - /var/lib/docker/volumes:/var/lib/docker/volumes networks: - agent_network deploy: mode: global placement: constraints: [node.platform.os == linux]portainer: image: portainer/portainer command: -H tcp://tasks.agent:9001 --tlsskipverify ports: - "9000:9000" volumes: - portainer_data:/data networks: - agent_network deploy: mode: replicated replicas: 1 placement: constraints: [node.role == manager]networks: agent_network: driver: overlay attachable: truevolumes: portainer_data:

开始部署：

[root@server2 ~]# docker stack deploy -c portainer-agent-stack.yml portainer Creating network portainer_agent_network Creating service portainer_portainer Creating service portainer_agent [root@server2 ~]# docker stack ls NAMESERVICESORCHESTRATOR myservice2Swarm portainer2Swarm

此时在网页中便可可以访问：http://172.25.25.2:9000，第一次登陆时强行更改秘密；

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然后可以通过图形化的界面来在线拉伸；

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