Docker Swarm

Docker Swarm容器管理　規畫部署一次傾囊相授

2018-06-04

王偉任

目前主要的容器管理技術是以Docker為主流，其中Google Kubernetes雖是最盛行的容器調度平台，但另一方面，Docker Swarm卻占有Docker原生與組態設定較為簡單的優勢，所以也受到不少使用者的支持。本文將介紹Docker Swarm容器調度管理平台的特色，並實際示範如何部署及設定。

在本文實作環境中，整個Docker Swarm叢集只有3台Docker Swarm節點主機，為了確保Docker Swarm叢集運作的穩定性，所以另外2台加入叢集的Docker Swarm節點主機也會擔任Manager的角色。

登入另外2台Docker Swarm節點主機（本文實作環境為SwarmHost02、SwarmHost03），執行加入Docker Swarm叢集且擔任Manager角色的指令，當Docker Swarm節點主機順利加入Docker Swarm叢集時，系統將顯示「This node joined a swarm as a manager」資訊。

此時可再次執行「docker node ls」指令，查看目前Docker Swarm叢集的節點主機資訊，將看到目前的Docker Swarm叢集中共有3台主機，至於HOSTNAME欄位前會顯示「*」，表示目前執行Docker指令的所在主機，如圖11所示。

▲圖11 將另外2台Docker Swarm節點主機加入Docker Swarm叢集中。

轉換Docker Swarm節點主機角色

在前述說明Docker Swarm容器叢集運作架構時，已經說明叢集中有2種角色，分別是「Manager」和「Worker」。當Docker Swarm節點主機加入Docker Swarm叢集後，倘若管理人員需要調整Docker Swarm節點主機角色，可以在擔任「Manager」角色的Docker Swarm節點主機上執行Docker指令「docker node promote/demote」，即可轉換Docker Swarm節點主機的角色。

如圖12所示，登入SwarmHost03主機執行「docker node ls」指令，將顯示目前3台Docker Swarm節點主機皆為Manager角色。接著執行「docker node demote SwarmHost02」指令，將SwarmHost02主機角色降級為Worker角色，然後執行「docker node promote SwarmHost02」指令，把SwarmHost02主機角色再次升級為Manager角色。

▲圖12 轉換Docker Swarm節點主機的叢集角色。

部署Docker Swarm叢集服務

至此，已經順利建置好Docker Swarm叢集運作環境，接下來便可以進行部署「服務」（Services）的動作。值得注意的是，在「單機」的Docker容器運作環境中，管理人員可以透過「docker run」指令來建立容器，然而在Docker Swarm叢集環境中則必須執行「docker service create」指令，建立的容器才會順利部署至Docker Swarm叢集高可用性環境中，如圖13所示。

▲圖13 Docker Swarm叢集部署容器服務運作流程示意圖。（圖片來源：Docker Documentation - How services work）

了解Docker Swarm叢集部署容器服務運作流程後，管理人員也必須了解Docker Swarm叢集運作的幾個技術名詞，包括「服務」（Services）、「任務」（Tasks）、「容器」（Containers）代表的意義為何。

當管理人員執行「docker service create」指令後，會在Docker Swarm叢集中建立「容器服務」，接著依據Docker指令所設定的「複本」（Replica）數量，決定要在Docker Swarm叢集中建立多少的「任務及容器」，如圖14所示。

▲圖14 Docker Swarm叢集服務、任務、容器運作示意圖。

在Docker Swarm叢集中任意一台Manager角色主機上，執行「docker service create --name=iis --replicas 3 --publish mode=host,published=80,target=80 --endpoint-mode dnsrr -d microsoft/iis」指令部署IIS容器服務，如圖15所示，此行Docker指令相關參數意義如下：

--name=iis：指定此Docker Swarm叢集服務名稱為iis。

--replicas 3：指定此Docker Swarm叢集服務任務數量為3，因此將會建立總數為3個的IIS容器，本文實作環境中共3台Docker Swarm節點主機，所以屆時每台主機上將會運作1個IIS容器。

--publish mode=host,published=80,target=80：指定運作後的IIS容器及Docker Swarm節點主機，互相對應的連接埠關係，本次實作採用主機的Port 80對應到IIS容器的Port 80。

--endpoint-mode dnsrr：採用DNS Round Robin負載平衡機制，處理IIS容器的網路流量。

-d microsoft/iis：下載microsoft/iis容器映像檔後，採用背景執行的方式運作IIS容器。

此時，在使用者端開啟瀏覽器後，不管是連接到哪一台SwarmHost主機的IP位址，都會重新導向至內部運作的IIS容器網頁服務當中。同時，由於IIS容器服務是部署至高可用性的Docker Swarm叢集中，因此當IIS容器因為任何因素而停止運作時（本次實作由管理人員手動執行指令直接停止其中一個IIS容器），那麼Docker Swarm叢集也會「自動」再次產生新的IIS容器，如圖16所示。