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实例解读Docker Swarm

小码甲 全栈码农画像 2020-12-18

背景

 回顾docker-compose vs docker stack差异:

① docker-compose是docker引擎之外的容器编排工具(Python实现),需要单独安装;docker stack 是docker引擎原生支持的容器编排技术(Go实现)

② 两者都支持最新docker-compose.yml 版本3容器编排文件,部分指令有差异。

③ docker-compose 能现场Build镜像,更适用于开发、测试时候单机迭代部署;docker stack须预先准备镜像,具备生产环境诸多特性。

为提高项目服务可用性评价值(SLA),决心从docker-compose切换到docker stack生产部署。

头脑风暴

docker swarm 集群部署有如下优点和特性:

  1. 集群管理和Docker Engine集成

  2. 分散式设计,Swarm分为Manager,Worker, Manager节点故障不会影响Worker节点

  3. 期望的状态协调

  4. 多主机网络,overlay网络支撑不同主机之间容器通信

  5. 服务发现

  6. 负载平衡:集群节点负载均衡、服务容器负载均衡

  7. 滚动更新、失败策略

业务模型角度

  【Stack、Service、Container模型】定义了适用于生产的应用架构(支持副本集、重启策略、滚动更新、更新、回滚策略)

  • task是Docker Swarm中最小部署单位,task与容器是一对一的关系

  • service是一个或一组容器在生产环境的预期状态(也可说是一组task的集合),在Worker节点上执行;有两种模式(对应下面docker-stack.yml-deploy-mode配置节)

    • (默认)replicated: 指定容器数量

    • global: 每个节点一个容器(容器数量由可用节点决定) 

  • 服务发现(外部客户端连接到Swarm中暴露的服务),有两种模式(对应下面docker-stack.yml-deploy-endpoint_mode)

    • (默认)vip:  Docker Swarm为每个服务分配1个虚拟ip,服务后有多少节点、服务请求到哪个节点容器对于客户端是透明的,也就是由Docker Swarm负载均衡服务内容器

    • dnsrr: Docker Swarm 为每个服务建立DNS记录,返回可用容器的ip列表, 客户端直接请求其中一个ip, 这种方式一般用于自建负载均衡器

部署模型角度

  Docker Swarm以多主机模型支撑业务,对于开发者来说, 一个节点或多节点部署的配置流程是类似的。

 Docker Swarm有3个重要的网络概念:

①  overlay network:覆盖物网络,在Docker宿主机底层网络之上搭建的分布式网络, 支撑不同主机之间容器的通信

在初始化或刚加入Swarm集群时,会创建以下ingress、docker-gwbridge网络

②  ingress network:入口网络,是一种特殊的overlay网络,外部客户端访问集群暴露的服务,在入口负载均衡(存在Swarm loadbancer将请求路由到可用节点容器)。

③  docker-gwbridge: 将overlay网络上容器连接到docker宿主机的网络。


以上可选配置都可以在docker-compose.yml 版本3官方文档找到对应的配置字段:

deploy: endpoint_mode: 服务发现的方式:vip、 dnsrr labels:为服务指定的标签 mode:replicated、global replicas:实例数量 resources:配置资源 restart_policy:重启策略 update_config: 服务更新策略  parallelism:同时更新容器数量  delay:容器组更新的间隔时间  failure_action: 更新失败的操作:continue、rollbak,pause(默认)  monitor:监视更新失败的等待时间  max_failure_ratio: 更新的失败容错率  order:操作策略:stop-first、start-first rollback_config:回滚策略    ...同上...

走向集群

改造目标

  • 三个服务-->nginx--> receiver-->app,容器之间通过{webnet} overlay网络通信;

  • nginx开放外部访问端口80和8080,关注ingress网络

  • receiver、app服务需要访问宿主机上搭建的Redis,关注docker-gwbridge网络

一般两个步骤:① 搭建集群   ② 发布服务

P1
 搭建Docker Swarm集群

单节点/多节点的初始化方式:参考docker swarm  -- help指令;

集群节点的管理:参考docker  node --help指令

$ docker swarm --helpUsage: docker swarm COMMANDManage Swarm
Commands: ca Display and rotate the root CA init Initialize a swarm join Join a swarm as a node and/or manager join-token Manage join tokens, 如果忘记Token,可以执行这个参数 leave Leave the swarm unlock Unlock swarm unlock-key Manage the unlock key update Update the swarm


P2
  docker stack发布服务

可使用docker service create方式创建服务,

个人偏好定义docker-stack.yml文件发布。

 下面在生产部署中追加的production.yml

version: "3.7"
services:
  proxy:
    networks:
      - webnet
  receiver:
    deploy:
      replicas: 1 
      restart_policy:
        condition: on-failure
    networks:
      - webnet
  app:
    deploy:
      replicas: 2
      restart_policy:
        condition: on-failure
      update_config:
        parallelism: 1
        delay: 5s
        order: stop-first
    networks:
      - webnet
networks:
   webnet:
# docker stack不加载同目录下的.env环境变量文件,原有适用于docker-compose工具的yml文件可采用变通方法
docker stack deploy -c <(docker-compose -f docker-stack.yml -f production.yml config) eqidstack

服务部署效果:注意其中的Ports指的是 服务对外暴露的端口

#docker stack ls:NAME SERVICES ORCHESTRATOReqidstack 3 Swarm
#docker service ls:ID    NAME   MODE   REPLICAS   IMAGE    PORTS jml6ecfa330r eqidstack_app   replicated 2/2    12205500/eqidmanager:master 3381stpkirgj eqidstack_proxy replicated 1/1     nginx:latest              *:80->80/tcp, *:8080->8080/tcpvhz4ef8p4ffp eqidstack_receiver replicated 1/1     12205500/eqidreceiver:master

可通过 

docker network inspect ingress 验证容器eqidstack_proxy.1连接到ingress网络;

docker network inspect eqidstack_webnet 验证有4个容器连接到overlay网络


P+
 不停服更新/不停服扩容

 手动更新服务:docker service update  [opton]  {some_service_name}

 为{eqidstack_proxy}服务添加 [重启策略]

 手动扩容:docker service scale [option] {service=replicas}

将{eqidstack_proxy}服务扩容为2容器

 🐽 可通过docker service  inspect eqidstack_proxy验证操作结果


总结


docker service 定义某个(副本集)容器在生产环境下的状态,一般业务含义上的服务相关;

docker stack 定义一组服务,服务间协作、调用,支撑整个业务架构;

docker swarm 管理一组服务在集群节点上的的部署。

+ https://docs.docker.com/get-started/part4/

+ https://docs.docker.com/engine/swarm/how-swarm-mode-works/services/

https://docs.docker.com/network/overlay/

+ https://docs.docker.com/engine/swarm/ingress/

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