摘要：節(jié)點(diǎn)管理器將利用該聲明該集群服務(wù)。在本示例當(dāng)中，我們將部署一項(xiàng)服務(wù)。此標(biāo)記用于告知公布端口作為該服務(wù)的可用端口。將此稱為入口負(fù)載均衡。當(dāng)外部系統(tǒng)調(diào)用某項(xiàng)服務(wù)時(shí)，接收節(jié)點(diǎn)會(huì)接受流量并利用提供的內(nèi)部服務(wù)對(duì)其進(jìn)行負(fù)載均衡。

最新版本Docker Engine v1.12中，包含了多項(xiàng)與Docker Swarm緊密相關(guān)的功能變更。在今天的文章中，數(shù)人云將和大家探討如何利用Docker的Swarm Mode進(jìn)行服務(wù)部署。

在向Docker Engine Swarm部署一項(xiàng)服務(wù)之前，我們首先需要設(shè)置一套Swarm集群。由于本文旨在展示1.12版本中的各項(xiàng)新增功能，因此我們應(yīng)當(dāng)安裝Docker Engine的最新版本。

以下操作指南適用于Ubuntu 16.04環(huán)境下的Docker Engine安裝。對(duì)于其它版本及平臺(tái)，大家可以查看Docker的官方安裝指南。

在安裝過(guò)程中，我們需要使用Ubuntu提供的標(biāo)準(zhǔn)安裝方法，即Apt軟件包管理器。由于我們將安裝Docker Engine的最新版本，因此需要配置Apt以從Docker官方Apt庫(kù)處獲取docker-engine軟件包，而非直接使用系統(tǒng)預(yù)配置庫(kù)。

配置Apt以使用新庫(kù)的第一步，需要使用apt-key命令將該庫(kù)的公鑰添加至Apt緩存當(dāng)中。

# apt-key adv --keyserver hkp://p80.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-keys 58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D

以上apt-key命令會(huì)向p80.pool.sks-keyservers.net密鑰服務(wù)器請(qǐng)求該特定密鑰（58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D）。該公鑰將被用于驗(yàn)證下載自此新庫(kù)的全部軟件包。

現(xiàn)在Docker公鑰已經(jīng)導(dǎo)入完成，我們可以配置Apt以使用Docker項(xiàng)目的庫(kù)服務(wù)器。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要在/etc/apt/sources.list.d/目錄內(nèi)添加以下條目。

# echo "deb https://apt.dockerproject.org/repo ubuntu-xenial main" >> /etc/apt/sources.list.d/docker.list

在刷新Apt軟件包緩存時(shí)，Apt會(huì)對(duì)sources.list.d/目錄內(nèi)的全部文件進(jìn)行搜索，旨在查找新的軟件包庫(kù)。以上命令會(huì)創(chuàng)建（若尚不存在）一個(gè)名為docker.list的新文件，并將對(duì)應(yīng)條目添加至apt.dockerproject.org庫(kù)當(dāng)中。

要更新Apt的軟件包緩存，我們可以運(yùn)行apt-get命令并添加update選項(xiàng)。

# apt-get update

如此一來(lái)，Apt會(huì)通過(guò)重新讀取全部配置文件以填充各庫(kù)列表，其中包括我們剛剛添加的配置文件。另外，其還將查詢這些庫(kù)以緩存一份可用軟件包清單。

在安裝Docker Engine之前，我們還需要安裝另一軟件包。linux-image-extra軟件包是一套特定內(nèi)核軟件包，負(fù)責(zé)幫助Ubuntu系統(tǒng)支持aufs存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器。此驅(qū)動(dòng)程序由Docker用于向容器內(nèi)安裝各分卷。

要安裝此軟件包，我們需要再次使用apt-get命令，但這一次配合install選項(xiàng)。

# apt-get install linux-image-extra-$(uname -r)

在此apt-get命令當(dāng)中，$(uname -r)部分或者命令將返回當(dāng)前運(yùn)行中內(nèi)核的實(shí)際版本。任何對(duì)此系統(tǒng)內(nèi)核的更新都應(yīng)包含對(duì)應(yīng)linux-image-extra軟件包版本的安裝。如果此軟件包未進(jìn)行更新，則Docker可能會(huì)在安裝分卷時(shí)出現(xiàn)某些問題。

Apt配置完成且linux-image-extra安裝完畢之后，我們現(xiàn)在可以著手安裝Docker Engine。要完成這項(xiàng)任務(wù)，我們需要再次使用apt-get命令配合install選項(xiàng)，從而安裝docker-engine軟件包。

# apt-get install docker-engine

在這里，我們應(yīng)當(dāng)已經(jīng)擁有Docker Engine v1.12.0或者更新版本。要驗(yàn)證是否具備正確版本，可以執(zhí)行docker命令配合version選項(xiàng)。

# docker versionClient:
Version:      1.12.0
API version:  1.24
Go version:   go1.6.3
Git commit:   8eab29e
Built:        Thu Jul 28 22:11:10 2016
OS/Arch:      linux/amd64
Server:
Version:      1.12.0
API version:  1.24
Go version:   go1.6.3
Git commit:   8eab29e
Built:        Thu Jul 28 22:11:10 2016
OS/Arch:      linux/amd64

在這里，我們可以看到服務(wù)器與客戶端版本皆為1.12.0。下面開始創(chuàng)建Swarm。

在本篇教程中，我們將跨越多臺(tái)設(shè)備執(zhí)行此項(xiàng)任務(wù)。為了清晰起見，這里我們?cè)诿钍纠邪鳈C(jī)名稱。

我們首先建立一套雙節(jié)點(diǎn)Swarm集群，其中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)皆應(yīng)利用上述操作完成Docker Engine的安裝。

在創(chuàng)建該Swarm集群時(shí)，我們需要指定一個(gè)節(jié)點(diǎn)管理器。在本示例中，我們將使用名稱為swarm-01的主機(jī)作為節(jié)點(diǎn)管理器。要讓swarm-01成為節(jié)點(diǎn)管理器，我們需要首先在swarm-01之上執(zhí)行一條命令以創(chuàng)建Swarm集群。這里我們使用docker命令配合swarm init選項(xiàng)。

root@swarm-01:~# docker swarm init --advertise-addr 10.0.0.1
Swarm initialized: current node (awwiap1z5vtxponawdqndl0e7) is now a manager.
To add a worker to this swarm, run the following command:
    docker swarm join    
    --token SWMTKN-1-51pzs5ax8dmp3h0ic72m9wq9vtagevp1ncrgik115qwo058ie6-3fokbd3onl2i8r7dowtlwh7kb     
    10.0.0.1:237
7To add a manager to this swarm, run the following command:
    docker swarm join    
    --token SWMTKN-1-51pzs5ax8dmp3h0ic72m9wq9vtagevp1ncrgik115qwo058ie6-bwex7fd4u5aov4naa5trcxs34    
    10.0.0.1:2377

利用以上命令外加swarm init，我們還利用10.0.0.1值指定了--advertise-addr標(biāo)記。Swarm節(jié)點(diǎn)管理器將利用該IP聲明該Swarm集群服務(wù)。盡管該地址屬于專有IP，但為了讓各節(jié)點(diǎn)順利加入此Swarm，各節(jié)點(diǎn)都需要能夠通過(guò)此IP在端口2377上接入此節(jié)點(diǎn)管理。

在運(yùn)行docker swarm init命令之后，我們會(huì)看到swarm-01已經(jīng)被分配了一個(gè)節(jié)點(diǎn)名稱（awwiap1z5vtxponawdqndl0e7）并成為此Swarm集群中的管理器。其輸出結(jié)果分為兩條命令：其一用于向該Swarm內(nèi)添加一個(gè)工作節(jié)點(diǎn)，其二為向該Swarm內(nèi)添加另一節(jié)點(diǎn)管理器。

Docker Swarm Mode能夠支持多套節(jié)點(diǎn)管理器，不過(guò)其仍會(huì)選擇其中之一作為主節(jié)點(diǎn)管理器，并由其負(fù)責(zé)Swarm集群內(nèi)部的編排工作。

在Swarm集群創(chuàng)建完成后，現(xiàn)在我們可以利用由Swarm創(chuàng)建給出的輸出結(jié)果，通過(guò)docker命令添加新的工作節(jié)點(diǎn)。

root@swarm-02:~# docker swarm join 
> --token SWMTKN-1-51pzs5ax8dmp3h0ic72m9wq9vtagevp1ncrgik115qwo058ie6-3fokbd3onl2i8r7dowtlwh7kb 
> 10.0.0.1:2377
This node joined a swarm as a worker.

在本示例中，我們將swarm-02添加至Swarm當(dāng)中作為工作節(jié)點(diǎn)。工作節(jié)點(diǎn)屬于Swarm集群當(dāng)中的一個(gè)成員，其角色在于運(yùn)行各類任務(wù); 而其中的任務(wù)則表現(xiàn)為容器形式。在另一方面，節(jié)點(diǎn)管理器則負(fù)責(zé)管理任務(wù)（容器）編排并維護(hù)Swarm集群本身。

除了節(jié)點(diǎn)管理職責(zé)之外，節(jié)點(diǎn)管理器本身亦作為工作節(jié)點(diǎn)存在，意味著其同樣能夠?yàn)镾warm集群分擔(dān)部分任務(wù)。

在上述命令執(zhí)行完畢之后，現(xiàn)在我們已經(jīng)擁有了一套基本的雙節(jié)點(diǎn)Swarm集群。下面我們執(zhí)行docker命令與node ls選項(xiàng)以驗(yàn)證集群的當(dāng)前狀態(tài)。

root@swarm-01:~# docker node ls
ID                           HOSTNAME              STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
13evr7hmiujjanbnu3n92dphk    swarm-02.example.com  Ready   Active        
awwiap1z5vtxponawdqndl0e7 *  swarm-01.example.com  Ready   Active        Leader

從此命令的輸出結(jié)果中，我們可以看到swarm-01與swarm-02都處于Ready與Active狀態(tài)。如此一來(lái)，現(xiàn)在我們即可進(jìn)一步向此套Swarm集群部署服務(wù)了。

在Docker Swarm Mode當(dāng)中，服務(wù)屬于一套長(zhǎng)期運(yùn)行的Docker容器，其可被部署在任意工作節(jié)點(diǎn)之上。另外，該服務(wù)亦允許任意Swarm集群內(nèi)的遠(yuǎn)程系統(tǒng)或者容器進(jìn)行接入與使用。

在本示例當(dāng)中，我們將部署一項(xiàng)Redis服務(wù)。

復(fù)制服務(wù)屬于一項(xiàng)Docker Swarm服務(wù)，其中包含特定數(shù)量的運(yùn)行副本。這些副本由特定Docker容器的多個(gè)實(shí)例所構(gòu)成。在本示例中，每套副本都將表現(xiàn)為一個(gè)獨(dú)特的Redis實(shí)例。

要?jiǎng)?chuàng)建新服務(wù)，我們使用docker命令并配合service create選項(xiàng)。以下命令將創(chuàng)建一項(xiàng)名為redis的服務(wù)，其擁有2套副本并在整套集群內(nèi)通過(guò)6379端口進(jìn)行發(fā)布。

root@swarm-01:~# docker service create --name redis --replicas 2 --publish 6379:6379 redis
er238pvukeqdev10nfmh9q1kr

除了指定service create選項(xiàng)之外，我們還需要使用--name標(biāo)記以命名redis服務(wù)，并由--replicas標(biāo)記指定該服務(wù)應(yīng)運(yùn)行在2套不同節(jié)點(diǎn)之上。我們可以在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中執(zhí)行docker命令配合service ls選項(xiàng)以實(shí)現(xiàn)這一效果。

root@swarm-01:~# docker service ls
ID            NAME   REPLICAS  IMAGE  COMMAND
er238pvukeqd  redis  2/2       redis

在輸出結(jié)果中，我們可以看到2套副本中的2套正處于運(yùn)行當(dāng)中。如果我們希望了解與這些任務(wù)相關(guān)的更多細(xì)節(jié)信息，則可運(yùn)行docker命令配合service ps選項(xiàng)。

root@swarm-01:~# docker service ps redis
ID                         NAME     IMAGE  NODE                  DESIRED STATE  CURRENT STATE           ERROR
5lr10nbpy91csmc91cew5cul1  redis.1  redis  swarm-02.example.com  Running        Running 40 minutes ago  
1t77jsgo1qajxxdekbenl4pgk  redis.2  redis  swarm-01.example.com  Running        Running 40 minutes ago

其中service ps選項(xiàng)將顯示此特定服務(wù)的全部任務(wù)（容器）。在本示例中，我們可以看到redis服務(wù)擁有一項(xiàng)任務(wù)（容器），且同時(shí)運(yùn)行在兩個(gè)Swarm節(jié)點(diǎn)之上。

由于我們已經(jīng)證實(shí)此服務(wù)開始運(yùn)行，因此接下來(lái)可利用redis-cli客戶端立足于遠(yuǎn)程系統(tǒng)接入該項(xiàng)服務(wù)。

vagrant@vagrant:~$ redis-cli -h swarm-01.example.com -p 6379
swarm-01.example.com:6379>

通過(guò)以上連接，我們能夠成功接入該redis服務(wù)。這意味著我們的服務(wù)已經(jīng)啟動(dòng)并處于可用狀態(tài)。

在創(chuàng)建此redis服務(wù)時(shí)，我們使用了--publish標(biāo)記并配合docker service create命令。此標(biāo)記用于告知Docker公布6379端口作為該redis服務(wù)的可用端口。

而當(dāng)Docker為某項(xiàng)服務(wù)發(fā)布端口時(shí)，其會(huì)在Swarm集群內(nèi)的全部節(jié)點(diǎn)之上監(jiān)聽該端口。當(dāng)有流量經(jīng)過(guò)該端口，則對(duì)應(yīng)流量會(huì)被路由至負(fù)責(zé)運(yùn)行該服務(wù)的對(duì)應(yīng)容器。盡管此概念在全部節(jié)點(diǎn)皆運(yùn)行單一服務(wù)容器時(shí)能夠以標(biāo)準(zhǔn)化方式實(shí)現(xiàn)，但在面對(duì)多套副本時(shí)則會(huì)發(fā)生一些變化。

要了解其工作原理，讓我們向Swarm集群中添加第三個(gè)工作節(jié)點(diǎn)。

要添加另一工作節(jié)點(diǎn)，我們只需要重復(fù)文章開頭處的安裝與設(shè)置步驟即可。這里直接跳過(guò)重復(fù)部分，而后再次運(yùn)行docker命令以檢查集群中的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。

root@swarm-01:~# docker node ls
ID                           HOSTNAME              STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
13evr7hmiujjanbnu3n92dphk    swarm-02.example.com  Ready   Active        
awwiap1z5vtxponawdqndl0e7 *  swarm-01.example.com  Ready   Active        Leader
e4ymm89082ooms0gs3iyn8vtl    swarm-03.example.com  Ready   Active

現(xiàn)在可以看到我們的集群由三個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成：
swarm-01
swarm-02
swarm-03
當(dāng)我們利用兩套副本創(chuàng)建服務(wù)時(shí)，其會(huì)在swarm-01與swarm-02之上創(chuàng)建任務(wù)（容器）。下面看看添加另一工作節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)此產(chǎn)生何種影響。

root@swarm-01:~# docker service ps redis
ID                         NAME     IMAGE  NODE                  DESIRED STATE  CURRENT STATE           ERROR
5lr10nbpy91csmc91cew5cul1  redis.1  redis  swarm-02.example.com  Running        Running 55 minutes ago  
1t77jsgo1qajxxdekbenl4pgk  redis.2  redis  swarm-01.example.com  Running        Running 55 minutes ago

利用復(fù)制服務(wù)，Docker Swarm能夠確保每套指定副本皆擁有一個(gè)任務(wù)（容器）處于運(yùn)行當(dāng)中。在創(chuàng)建redis服務(wù)時(shí)，我們指定其中應(yīng)存在2套副本。這意味著即使添加第三個(gè)節(jié)點(diǎn)，Docker仍然不會(huì)在該節(jié)點(diǎn)上建立新的任務(wù)。

這樣一來(lái)，我們就面對(duì)著一種有趣的狀態(tài)：我們的服務(wù)運(yùn)行在3個(gè)Swarm節(jié)點(diǎn)中的2個(gè)之上。在非Swarm環(huán)境下，這意味著redis服務(wù)將無(wú)法接入第三個(gè)Swarm節(jié)點(diǎn)。然而由于Swarm Mode的存在，這種接入關(guān)系仍可正常實(shí)現(xiàn)。

之前我們已經(jīng)探討了Docker如何公布一個(gè)服務(wù)端口，當(dāng)時(shí)提到該端口會(huì)被公布至Swarm內(nèi)的全部節(jié)點(diǎn)。而真正值得關(guān)注的是，當(dāng)我們接入某個(gè)并未運(yùn)行服務(wù)相關(guān)容器（任務(wù)）的工作節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生怎樣的情況。

下面我們看看經(jīng)由redis公開端口接入swarm-03，會(huì)有怎樣的結(jié)果。

vagrant@vagrant:~$ redis-cli -h swarm-03.example.com -p 6379
swarm-03.example.com:6379>

有趣的是，我們的連接嘗試仍然能夠成功。之所以成功，是因?yàn)楸M管swarm-03并沒有運(yùn)行任何redis容器，但Docker內(nèi)部會(huì)將我們的redis服務(wù)流量重新路由至運(yùn)行有redis容器的工作節(jié)點(diǎn)。

Docker將此稱為入口負(fù)載均衡。其工作原理在于，全部工作節(jié)點(diǎn)都會(huì)監(jiān)聽指向公開服務(wù)端口的連接。當(dāng)外部系統(tǒng)調(diào)用某項(xiàng)服務(wù)時(shí)，接收節(jié)點(diǎn)會(huì)接受流量并利用Docker提供的內(nèi)部DNS服務(wù)對(duì)其進(jìn)行負(fù)載均衡。

所以即使我們將Swarm集群擴(kuò)展至包含100個(gè)工作節(jié)點(diǎn)，服務(wù)的最終用戶仍然能夠輕松接入任意工作節(jié)點(diǎn)。他們的請(qǐng)求隨后會(huì)被重新定向至兩套運(yùn)行有redis服務(wù)任務(wù)（容器）的Docker主機(jī)之一。

這種重新路由與負(fù)載均衡機(jī)制對(duì)于最終用戶是完全透明的，且全程發(fā)生于Swarm集群內(nèi)部。

現(xiàn)在我們?cè)O(shè)置的redis服務(wù)已經(jīng)運(yùn)行有2套副本，意味著其運(yùn)行在3個(gè)節(jié)點(diǎn)中的2個(gè)之上。

如果希望我們的redis服務(wù)在每個(gè)工作節(jié)點(diǎn)上皆擁有實(shí)例，我們可以將服務(wù)的必要副本數(shù)量由2修改為3。這意味著只要添加或者除去工作節(jié)點(diǎn)，我們就需要對(duì)副本數(shù)量做出調(diào)整。

當(dāng)然，我們也可以將服務(wù)轉(zhuǎn)化為全局服務(wù)從而自動(dòng)完成上述調(diào)整。Docker Swarm Mode中的全局服務(wù)用于創(chuàng)建能夠自動(dòng)在各個(gè)工作節(jié)點(diǎn)上擁有運(yùn)行任務(wù)的服務(wù)。這項(xiàng)機(jī)制適用于Redis等需要在內(nèi)部由其它服務(wù)使用的常規(guī)服務(wù)。

要完成這一調(diào)整，我們需要將自己的redis服務(wù)重新創(chuàng)建為一項(xiàng)全局服務(wù)。

root@swarm-01:~# docker service create --name redis --mode global --publish 6379:6379 redis
5o8m338zmsped0cmqe0guh2to

以上命令同樣使用docker service create命令進(jìn)行復(fù)制服務(wù)的創(chuàng)建，不過(guò)區(qū)別在于--mode標(biāo)記之后添加了global值。

服務(wù)創(chuàng)建完成之后，可以看到Docker如何一次執(zhí)行docker命令與service ps選項(xiàng)將該服務(wù)的各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行分發(fā)。

root@swarm-01:~# docker service ps redis
ID                         NAME       IMAGE  NODE                  DESIRED STATE  CURRENT STATE           ERROR
27s6q5yvmyjvty8jvp5k067ul  redis      redis  swarm-03.example.com  Running        Running 26 seconds ago  
2xohhkqvlw7969qj6j0ca70xx   \_ redis  redis  swarm-02.example.com  Running        Running 38 seconds ago  
22wrdkun5f5t9lku6sbprqi1k   \_ redis  redis  swarm-01.example.com  Running        Running 38 seconds ago

現(xiàn)在該服務(wù)已經(jīng)被創(chuàng)建為全局服務(wù)，接下來(lái)Swarm集群內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)皆將運(yùn)行與之相關(guān)的任務(wù)（容器）。

在本篇文章中，我們不僅完成了Docker Engine的安裝，同時(shí)亦設(shè)置了一套Swarm集群，部署了復(fù)制服務(wù)而后創(chuàng)建了全局服務(wù)。

在將Docker Swarm Mode服務(wù)與Kubernetes服務(wù)進(jìn)行比較時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)Swarm Mode服務(wù)的設(shè)置與創(chuàng)建更為簡(jiǎn)便易行。如果大家需要使用Kubernetes的“服務(wù)”功能但又用不到其它機(jī)制，那么Docker Swarm Mode可能是更為理想的便捷選項(xiàng)。

（文章轉(zhuǎn)自：CODESHIP，作者 Ben Cane）