使用Docker Swarm来运行服务

本文讲的是<b>使用Docker Swarm来运行服务</b>【编者的话】本文介绍了Docker 1.12中的Docker Swarm Mode，包括如何安装Docker Engine、如何建立Swarm集群、如何部署服务和创建Global Service。

Docker的最新版本v1.12，包含了很多更新和Docker Swarm提供的功能。在今天的文章中，我们将探讨如何使用Docker Swarm来部署服务。

在我们使用Docker Engine Swarm部署服务之前，我们需要建立一个Swarm集群。因为我们需要1.12新添加的功能，所以我们也要安装Docker Engine的最新版本。

我们会使用Ubuntu的标准安装方式，依赖于Apt包管理器。因为我们需要安装最新版本的Docker Engine，所以我们需要配置Apt，从Docker官方Apt仓库来安装<code>docker-engine</code>，而不是从系统预配置的仓库。

配置Apt来使用新仓库的第一步是想Apt缓存中添加该库的公钥。使用<code>apt-key</code>命令：

以上的<code>apt-key</code>命令向密钥服务器<code>p80.pool.sks-keyservers.net</code>请求一个特定的密钥（<code>58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D</code>）。公钥将会被用来验证从新仓库下载的所有包。

引入Docker的公钥，我们可以配置Apt使用Docker的仓库服务器。我们可以在<code>/etc/apt/sources.list.d/</code>目录中添加一个条目。

当我们刷新Apt缓存时，Apt将会搜索<code>sources.list.d/</code>目录下的所有文件，来寻找新的包仓库。上述命令会创建一个新文件<code>docker.list</code>，其中包含了一个添加了<code>apt.dockerproject.org</code>仓库的条目。

运行<code>apt-get</code>命令的<code>update</code>选项，来刷新Apt包缓存。

这会触发Apt重新读取配置文件，刷新仓库列表，包含进我们添加的那个仓库。该命令也会查询这些仓库来缓存可用的包列表。

在安装Docker Engine之前，我们需要安装一个先决软件包（prerequisite package）。<code>linux-image-extra</code>包是一个内核相关的包，Ubuntu系统需要它来支持<code>aufs</code>存储设备驱动。Docker会使用该驱动来加载卷。

为了安装该包，我们将使用<code>apt-get</code>命令的<code>install</code>选项。

在<code>apt-get</code>命令中，<code>$(uname -r)</code>将返回正在运行的内核的版本。任何对于该系统的内核更新应当包括安装<code>linux-image-extra</code>，它的版本需要与新内核版本相一致。如果该包没有正确更新的话，Docker加载卷的功能可能受到影响。

在Apt配置好和<code>linux-image-extra</code>安装好之后，我们可以继续安装Docker Engine了。我们可以使用<code>apt-get</code>命令的<code>install</code>选项来安装<code>docker-engine</code>包。

此时，我们应该已经安装好了<code>Docker Engine v1.12.0</code>或者更新版本。我们可以执行<code>docker</code>命令的<code>version</code>选项来验证我们已经安装了最新版本。

我们可以看到，Server版本和Client版本都是<code>1.12.0</code>。接下来，我们会创建Swarm集群。

在这一小节中，我们将在多台机器上执行多个任务。为了更清楚地表述，我会在例子中包含主机名。

我们会使用两个节点来启动Swarm集群。此时，两个节点都按照上述步骤安装了Docker Engine。

当创建Swarm集群时，我们需要指定一个manager节点。在这个例子中，我们会使用主机名为<code>swarm-01</code>的主机作为manager节点。为了使<code>swarm-01</code>成为manager节点，我们需要首先在<code>swarm-01</code>执行命令来创建Swarm集群。这个命令就是<code>docker</code>命令的<code>swarm init</code>选项。

在上述命令中，除了<code>swarm init</code>之外，我们还指定了<code>--advertise-addr</code>为<code>10.0.0.1</code>。Swarmmanager节点会使用该IP地址来广告Swarm集群服务。虽然该地址可以是私有地址，重要的是，为了使节点加入该集群，那些节点需要能通过该IP的<code>2377</code>端口来访问manager节点。

在运行<code>docker swarm init</code>命令之后，我们可以看到<code>swarm-01</code>被赋予了一个节点名字（<code>awwiap1z5vtxponawdqndl0e7</code>），并被选为Swarm集群的管理器。输出中也提供了两个命令：一个命令可以添加worker节点到swarm中，另一个命令可以添加另一个manager节点到该Swarm中。

Docker Swarm Mode可以支持多个manager节点。然而，其中的一个会被选举为主节点服务器，它会负责Swarm的编排。

Swarm集群建立之后，我们需要添加一个新的worker节点。

在本例中，我们将<code>swarm-02</code>添加到了swarm中，作为worker节点。Swarm集群中的worker节点的角色是用来运行任务（tasks）的；在该例中，任务（tasks）就是容器（containers）。另一方面，manager节点的角色是管理任务（容器）的编排，并维护Swarm集群本身。

除此之外，manager节点本身也是worker节点，也可以运行任务。

我们现在有了一个最基本的两节点的Swarm集群。我们可以执行<code>docker</code>命令的<code>node ls</code>选项来验证集群的状态。

从输出中可以看到，<code>swarm-01</code>和<code>swarm-02</code>都处于<code>Ready</code>和<code>Active</code>状态。因此，我们可以继续在Swarm集群上部署服务了。

在Docker Swarm Mode中，服务是指一个长期运行（long-running）的Docker容器，它可以被部署到任意一台worker节点上，可以被远端系统或者Swarm中其他容器连接和消费（consume）的。

在本例中，我们会部署一个Redis服务。

一个有副本的服务是一个Docker Swarm服务,运行了特定数目的副本（replicas）。这些副本是由多个Docker容器的实例组成的。在本例中，每个副本都是一个独立的Redis实例。

为了创建新服务，我们会使用<code>docker</code>命令的<code>service create</code>选项。以下命令将创建一个名为<code>redis</code>的服务，包含<code>2</code>个副本，并在集群中发布<code>6379</code>端口。

除了<code>service create</code>选项之外，我们还指定了<code>--name</code>为<code>redis</code>，<code>--replicas</code>表示该服务需要运行在<code>2</code>个不同的节点上。我们可以运行<code>docker</code>命令的<code>service ls</code>选项来验证该服务是运行在两个节点上的。

从输出中可以看到，<code>2</code>个副本都在运行。如果我们想看到这些任务的更多细节，我们可以运行<code>docker</code>命令的<code>service ps</code>选项。

<code>service ps</code>选项会显示特定服务的任务（容器）。在本例中，我们可以看到<code>redis</code>服务有一个任务（容器）运行在两个Swarm节点上。

我们已经验证了服务正在运行，我们可以尝试从远端系统，使用<code>redis-cli</code>客户端来连接该服务。

从上面的连接可以看到，我们已经成功地连接上了<code>redis</code>服务。这意味着我们的服务已经运行起来了。

当我们创建了<code>redis</code>服务时，我们使用了<code>--publish</code>选项。该选项用来告知Docker将端口<code>6379</code>发布为<code>redis</code>服务的可用端口。

当Docker发布了服务端口时，它在Swarm集群上的所有节点上监听该端口。当流量到达该端口时，该流量将被路由到运行该服务的容器上。如果所有节点都运行着一个服务的容器，那么概念是相对标准的；然而，当我们的节点数比副本多时，概念就变得有趣了。

为了添加另一个worker节点，我们只要简单地重复第一部分中的安装步骤。因为我们已经做过这些步骤了，所以我们直接跳到3节点的Swarm集群。再一次地，我们可以运行<code>docker</code>命令来检查集群状态。

我们可以看到集群包含三个主机：

swarm-01

swarm-02

swarm-03

当我们创建了两个副本的服务时，它在<code>swarm-01</code>和<code>swarm-02</code>上分别创建了任务（容器）。即便我们添加了另一个worker节点，我们可以看到情况仍然是这样的。

Docker Swarm通过replicated服务，可以保证对于每个指定的副本，都运行了一个任务（容器）。当我们创建<code>redis</code>服务时，我们指定了<code>2</code>个副本。这就意味着，即便我们有了第三个节点，Docker也没有理由在新节点上创建一个新任务。

此时，我们遇到了一个有趣的情形：我们在<code>3</code>个Swarm节点中的<code>2</code>个上运行了服务。在non-swarm的世界中，这就意味着当连接第三个Swarm节点时，<code>redis</code>服务将变得不可用。然而，Swarm Mode中，情况却不是这样的。

之前，我们提到Docker是如何发布服务端口的，Swarm在所有节点上都发布了该端口。有趣的是，当我们连接一个并未运行任何容器的worker节点时，会发生什么呢。

让我们看一下，当我们连接<code>swarm-03</code>的<code>redis</code>端口时，会发生什么呢。

有趣的是，连接竟然成功了。尽管<code>swarm-03</code>上并未运行任何<code>redis</code>容器，但是连接成功了。这是因为，在内部，Docker将<code>redis</code>服务流量重路由到运行了<code>redis</code>容器的worker节点。

Docker称之为入口负载均衡（ingress load balancing）。它的工作方式是，所有worker节点都监听在发布的服务端口上。当该服务被外部系统调用时，收到流量的节点会通过Docker提供的内部DNS服务，将流量负载均衡该流量。

因此，即便我们将Swarm集群扩展至100个worker节点时，<code>redis</code>服务的终端用户可以连接到任意一个worker节点。他们会被重定向到运行了任务（容器）的两个Docker宿主机之一。

这些重路由和负载均衡对于终端用户是完全透明的。

此时，我们已经建立了<code>redis</code>服务，运行了<code>2</code>个副本，这意味着，<code>3</code>个节点中的<code>2</code>个正在运行容器。

如果我们希望<code>redis</code>服务在每一个worker节点上运行一个实例，我们可以简单地修改服务的副本数目，从<code>2</code>增加到<code>3</code>。这意味着，如果我们增加或者减少worker节点数目，我们需要调整副本数目。

我们可以自动化地做这件事，只要把我们的服务变成一个Global Service。Docker Swarm Mode中的Global Service使用了创建一个服务，该服务会自动地在每个worker节点上运行任务。这种方法对于像Redis这样的一般服务都是有效的。

让我们重新创建<code>redis</code>服务为Global Service。

同样是<code>docker service create</code>命令，唯一的区别是指定了<code>--mode</code>参数为<code>global</code>。

服务建立好之后，运行<code>docker</code>命令的<code>service ps</code>选项，我们可以看到，Docker是如何分发该服务的。

我们可以看到，一旦该服务被创建为Global Service，那么每个worker节点上都会运行一个任务。

在本文中，我们不仅安装了Docker Engine，也创建了一个Swarm集群，部署了一个有副本的服务，然后创建了Global Service。

<b>原文发布时间为：</b>2016-10-08

<b>本文作者：</b>夏彬

<b>本文来自云栖社区合作伙伴Dockerone.io，了解相关信息可以关注Dockerone.io。</b>

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<b>原文标题：</b><b>使用Docker Swarm来运行服务</b>