Docker Swarm 集群使用指南概述

概述

对于简单轻量级集群管理，利用 Docker Swarm 就够用了，适合中小型应用程序的容器编排。如果是比较重的中心化集群管理方案或需要更复杂的功能，可以考虑使用 Kubernetes + Helm + Consul 等更强大的容器编排工具。

Docker Swarm

1. Docker Swarm
- 描述：Docker Swarm 是 Docker 的原生集群管理工具，适用于较简单的集群管理。可以轻松部署和管理多个 Docker 容器。
- 功能：
  - 内置负载均衡，容器监控和管理。
  - 可以通过 Docker Compose 定义服务和依赖关系，简化部署过程。
  - 监控工具（如 Portainer）可以用来展示节点信息和生命状态。

2. Portainer
- 描述：Portainer 是一个轻量级的 Docker 管理工具 (UI)，提供用户友好的界面。
- 功能：
  - 监控 Docker 容器的状态和资源使用情况。
  - 简化容器的管理和升级过程。
  - 适合小型项目或简单的环境。
  - docker service create --name portainer --publish 9000:9000 --volume /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock portainer/portainer-ce
3. Docker Registry + CI/CD 工具
- 描述：使用 Docker Registry 来存储镜像，并结合 CI/CD 工具（如 Jenkins、GitLab CI、GitHub Actions）来实现自动构建和推送。
- 工作流程：
  - 在代码更改后，CI/CD 工具自动构建新的 Docker 镜像。
  - 将新镜像推送到 Docker Registry。
  - 使用 CLI 脚本或 API 调用触发 Docker Swarm 更新，执行类似 docker service update --image your-repo/your-image:latest your-service-name 的命令。

4. Watchtower
- 描述：Watchtower 是一个开源工具，可以在 Docker 中监控运行的容器并自动更新它们。
- 功能：
  - 监视 Docker 容器中的镜像，如果检测到新版本，自动拉取并更新服务。
  - 可以和 Docker Swarm 结合使用，部署在 Swarm 集群中。
- 使用方法：
  - 在 Swarm 中部署 Watchtower 容器：docker service create --name watchtower --mode global containrrr/watchtower --cleanup your-service-name
  - Watchtower 将定期检查镜像更新，并自动更新运行中的容器。
5. GitOps 工具（如 ArgoCD 或 Flux）
- 描述：GitOps 是一种基于 Git 的操作模式，可以用于管理 Kubernetes 和 Docker Swarm 中的应用部署。
- 功能：
  - 通过 Git 仓库管理 Docker 镜像和服务配置。
  - 监控 Git 仓库中的更改，自动部署和更新服务。
- 使用方法：
  1. 配置 Git 仓库，包含 Docker Compose 文件或相关配置。
  2. 部署 GitOps 工具，它将监视 Git 仓库并在检测到更改时自动更新服务。

文档

常见命令

bash 复制代码

docker swarm init  
  
# 将 `<token>` 和 `<manager-ip>` 替换为实际值。  
docker swarm join --token <token> <manager-ip>:2377  
  
docker node ls  
  
# 部署服务 checkpoint or nginx 示例  
docker service create --name my-nginx --replicas 3 -p 80:80 nginx  
docker service ls  
  
# 升级更新服务  
docker service update --image nginx:latest my-nginx  
  
# 使用 compose.yml  
docker stack deploy -c docker-compose.yml <stack_name>

推送起新服务

创建服务

使用 docker service create 时，您可以指定以下几个参数：

--replicas：设置要运行的副本数量。
--publish：暴露端口，让外部可以访问服务。
--limit：设置资源限制。
--constraint：限制服务在特定节点上运行。

创建新服务的基本示例

例如，下面的命令会在 Swarm 中创建一个名为 my-nginx 的服务，运行 3 个 Nginx 实例，并将端口 80 显示到集群外部：

bash 复制代码

docker service create --name my-nginx --replicas 3 -p 80:80 nginx

指定在哪些节点上运行服务

您还可以使用 --constraint 参数来限制服务运行在特定的节点上。限制条件的基本语法如下：

bash 复制代码

docker service create --name my-nginx --replicas 3 \
  --constraint 'node.hostname == node1' \
  nginx

在这个例子中，服务 my-nginx 只会在名为 node1 的节点上运行。

同时在多个节点上运行

如果您希望在特定的一批节点上运行服务，可以使用 --constraint 来设置多个条件。例如：

bash 复制代码

docker service create --name my-nginx --replicas 3 \
  --constraint 'node.hostname == node1' \
  --constraint 'node.hostname == node2' \
  nginx

但是，--constraint 不支持直接指定多个节点的"一批"，如果需要同时在多个节点上，可以考虑使用标签（label）。

使用标签约束

为节点打标签：首先，您可以为希望运行服务的节点打标签：

bash 复制代码

docker node update --label-add mylabel=true node1
docker node update --label-add mylabel=true node2

使用标签创建服务 ：

接着，您可以使用该标签限制服务只在带有该标签的节点上运行：
bash 复制代码
```
docker service create --name my-nginx --replicas 3 \
  --constraint 'node.labels.mylabel == true' \
  nginx
```

Kubernetes

1. 必需的工具

a. kubectl

这是 Kubernetes 的命令行工具，用于与 Kubernetes API 进行交互。您需要确保在本地或管理节点上安装了 kubectl。

安装：

bash 复制代码

# 对于 macOS
brew install kubectl

# 对于 Linux
curl -LO "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
chmod +x ./kubectl
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

b. Kubernetes 集群

确保您有一个运行中的 Kubernetes 集群。您可以使用 Minikube、kubeadm、GKE、EKS 等工具来创建和管理 Kubernetes 集群。

2. 主要命令和资源对象

a. 部署（Deployment）

Kubernetes 中的 Deployment 是用于管理无状态应用程序的主要资源对象。您可以使用它来定义要运行的应用程序的所需状态，并 Kubernetes 将确保集群达到该状态。

创建一个 Deployment ：

创建一个 YAML 文件（如 nginx-deployment.yaml）来定义 Deployment，例如：

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80

使用 kubectl 命令创建 Deployment：
bash 复制代码
```
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
```

b. 服务（Service）

创建一个 Service，以便外部能够访问您的 Deployment 中的 Pods。

创建一个 Service ：

创建一个 YAML 文件（如 nginx-service.yaml）来定义 Service，例如：

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx-service
spec:
  selector:
    app: my-nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: LoadBalancer  # 或 ClusterIP / NodePort

使用 kubectl 命令创建 Service：
bash 复制代码
```
kubectl apply -f nginx-service.yaml
```

c. 更新 Deployment

如果您想要更新应用程序的镜像或其他配置，您可以使用 kubectl set image 或直接更新 Deployment YAML 文件。

更新镜像：

bash 复制代码

kubectl set image deployment/my-nginx nginx=nginx:latest

或者更新 YAML 文件并重新应用：
bash 复制代码
```
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
```

d. 查看状态

查看所有 Pods、Deployment、services 和其状态 ：
bash 复制代码
```
kubectl get pods
kubectl get deployments
kubectl get services
```

e. 删除资源

如果您需要删除部署或服务，可以使用以下命令：

删除 Deployment or Service ：

bash 复制代码

kubectl delete deployment my-nginx
kubectl delete service my-nginx-service

3. 其他工具和功能

a. Helm

Helm 是 Kubernetes 的包管理工具，可以简化应用程序的部署和管理。您可以使用 Helm Charts 来定义和部署复杂的应用程序。

安装 Helm ：

bash 复制代码

curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/master/scripts/get-helm-3 | bash

b. 监控和日志

使用 Prometheus 和 Grafana 监控集群的性能，使用 Kubernetes 内置的 kubectl logs 命令查看 Pods 的日志。

查看 Pod 日志 ：
bash 复制代码
```
kubectl logs <pod-name>
```