使用DockerSwarm进行集群化

# 使用 Docker Swarm 进行集群化 ## 1. 引言 在日常的开发和运维工作中，我们常常需要将多个服务器组合起来，形成一个集群，以提供更强大的计算能力和更高的可用性。本文将介绍如何使用 Docker Swarm 将单个 Docker 主机环境转变为一个机器集群，并与 Jenkins 结合使用。 ## 2. 服务器集群概念 在以往的工作中，我们通常是与每台机器单独进行交互。即便使用 Ansible 在多台服务器上重复相同的操作，也需要明确指定服务应部署在哪台主机上。但在大多数情况下，如果服务器位于同一物理位置，我们并不关心服务具体部署在哪台机器上，只需要确保服务可访问且有多个实例进行复制。而集群的作用就在于配置一组机器协同工作，添加新机器时无需额外设置。 ### 2.1 服务器集群介绍 服务器集群是一组相互连接的计算机，它们协同工作，就像一个单一的系统。服务器通常通过本地网络连接，网络速度足够快，以确保服务分布对性能的影响较小。一个简单的服务器集群结构如下： ```mermaid graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(User):::process --> B(Manager):::process B --> C(Worker Node 1):::process B --> D(Worker Node 2):::process B --> E(Worker Node 3):::process C --> B D --> B E --> B ``` 用户通过名为管理器（Manager）的主机访问集群，其接口类似于普通的 Docker 主机。集群内部有多个工作节点（Worker Node），它们接收任务、执行任务，并向管理器报告当前状态。管理器负责编排过程，包括任务调度、服务发现、负载均衡和工作节点故障检测。在 Docker Swarm 中，管理器默认也可以执行任务，但对于大型集群，建议将管理器仅用于管理目的。 ## 3. Docker Swarm 介绍 Docker Swarm 是 Docker 的原生集群系统，它将一组 Docker 主机转变为一个统一的集群，称为 Swarm。连接到 Swarm 的每个主机可以充当管理器或工作节点（集群中至少需要一个管理器）。从技术上讲，机器的物理位置并不重要，但将所有 Docker 主机放在同一个本地网络中是合理的，否则管理操作（或多个管理器之间达成共识）可能会花费大量时间。 ### 3.1 术语解释 - **服务（Service）**：在 Swarm 模式下，运行的镜像称为服务，与在单个 Docker 主机上运行的容器相对。 - **任务（Task）**：是 Swarm 的原子调度单元，包含容器信息和应在容器内运行的命令。 - **副本（Replica）**：是在节点上运行的每个容器。副本数量是给定服务的所有容器的预期数量。 ### 3.2 Docker Swarm 工作流程 ```mermaid graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(Define Service):::process --> B(Manager):::process B --> C(Worker Node 1):::process B --> D(Worker Node 2):::process B --> E(Worker Node 3):::process C --> F(Container 1):::process D --> G(Container 2):::process E --> H(Container 3):::process ``` 我们首先指定服务、Docker 镜像和副本数量，管理器会自动将任务分配给工作节点。每个复制的容器都从相同的 Docker 镜像运行。在这个流程中，Docker Swarm 可以看作是 Docker 引擎机制之上的一层，负责容器编排。 ### 3.3 Docker Swarm 特性概述 Docker Swarm 提供了许多有趣的特性，以下是一些重要的特性： | 特性 | 描述 | | --- | --- | | 负载均衡 | Docker Swarm 负责负载均衡并分配唯一的 DNS 名称，使部署在集群上的应用程序可以像部署在单个 Docker 主机上一样使用。Swarm 可以像 Docker 容器一样发布端口，然后 Swarm 管理器在集群中的服务之间分配请求。 | | 动态角色管理 | 可以在运行时将 Docker 主机添加到 Swarm 中，无需重启集群。此外，节点的角色（管理器或工作节点）也可以动态更改。 | | 动态服务扩展 | 每个服务可以使用 Docker 客户端动态扩展或收缩。管理器节点负责在节点上添加或删除容器。 | | 故障恢复 | 管理器会持续监控节点，如果某个节点发生故障，会在其他机器上启动新的任务，以确保声明的副本数量保持不变。还可以创建多个管理器节点，以防止其中一个管理器发生故障时导致系统崩溃。 | | 滚动更新 | 可以逐步应用服务更新。例如，如果有 10 个副本并希望进行更改，可以定义每个副本部署之间的延迟。这样，即使出现问题，也不会出现所有副本都无法正常工作的情况。 | | 两种服务模式 | - 复制服务（Replicated services）：指定数量的复制容器根据调度策略算法分布在节点之间。<br>- 全局服务（Global services）：在集群中的每个可用节点上运行一个容器。 | | 安全性 | Docker Swarm 强制执行 TLS 身份验证和通信加密，也可以使用 CA（或自签名）证书。 | ## 4. Docker Swarm 实践 Docker 引擎默认包含 Swarm 模式，无需额外安装。由于 Docker Swarm 是 Docker 的原生集群系统，使用 `docker` 命令管理集群节点非常简单直观。 ### 4.1 设置 Swarm 要设置 Swarm，需要初始化一个管理器节点。在要成为管理器的机器上执行以下命令： ```bash $ docker swarm init Swarm initialized: current node (qfqzhk2bumhd2h0ckntrysm8l) is now a manager. To add a worker to this swarm, run the following command: docker swarm join \ --token SWMTKN-1-253vezc1pqqgb93c5huc9g3n0hj4p7xik1ziz5c4rsdo3f7iw2-df098e2jpe8uvwe2ohhhcxd6w \ 192.168.0.143:2377 To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions. ``` 如果管理器机器有多个潜在的网络接口，建议使用 `--advertise-addr <manager_ip>