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　　一个基本的docker swarm 的架构如下：

　　

　　它主要包含这几个核心组件：

1. Manager节点（Manager Nodes）： 管理节点是Swarm集群的控制中心，负责整个集群的管理和调度。Swarm可以有一个或多个Manager节点，其中一个被选举为Leader，负责领导整个集群。

2. Worker节点（Worker Nodes）： 工作节点是集群中运行容器的实际节点。它们接受从Manager节点分配的任务，并在本地运行容器。

3. Overlay网络（Overlay Network）： Overlay网络是Swarm集群中容器之间进行跨主机通信的虚拟网络。它使用VXLAN技术将多个主机上的容器连接到同一个网络中。

4. Service服务（Services）： 服务是在Swarm集群中定义和运行的容器应用程序。服务可以由多个副本（replicas）组成，Swarm会自动在集群中的各个节点上调度和管理这些副本。服务可以通过负载均衡、自动伸缩等特性来保证高可用性和容错性。

   　　Docker Swarm是Docker提供的原生容器编排和集群管理工具，它允许用户将多个Docker主机组成一个虚拟集群，以便更轻松地管理和部署容器化应用程序。　

   　　1. 集群管理：

• Swarm模式： Docker Swarm使用Swarm模式来组织和管理集群。集群中有一个或多个Manager节点和多个Worker节点，其中Manager节点负责集群管理和调度，而Worker节点运行容器。

• 高可用性： Swarm集群中的Manager节点通过Raft一致性协议进行选举，确保在Leader节点故障时能够自动切换到其他Manager节点，保证集群的高可用性。

  　　2. 服务定义和部署：

• Service服务： 在Swarm中，用户通过定义和部署服务来描述应用程序的架构和需求。服务可以由多个副本（replicas）组成，Swarm会自动在集群中的各个节点上调度和管理这些副本。

• Stack堆栈： 用户可以使用Docker Compose文件来定义多个服务，并使用docker stack deploy命令部署整个Stack。这样可以一次性启动整个应用的所有服务。

  　　3. 容器通信和负载均衡：

• Overlay网络： Swarm集群中的容器通过Overlay网络进行跨主机通信。Swarm会自动创建和管理这些Overlay网络，并为每个服务分配一个虚拟网络。容器可以使用服务名称进行相互通信，而不用关心实际运行在哪个节点上。

• 负载均衡： Swarm集群内置了负载均衡功能，它会自动将外部请求路由到运行服务的节点。这样，用户可以通过任何节点访问服务，Swarm会自动将请求转发到负载最低的容器。

  　　4. 弹性伸缩和滚动更新：

• 弹性伸缩： 用户可以根据需求随时增加或减少服务的副本数量，以适应应用程序的流量变化。Swarm会自动在集群中的节点上启动或停止容器，保持所需的副本数量。

• 滚动更新： Swarm支持滚动更新，可以逐步替换旧版本的容器。这样可以避免应用程序中断并提供无缝的升级体验。

  　　5. 监控和日志收集：

• 监控： Swarm集群可以与各种监控工具集成，如Prometheus、Grafana等，以收集和展示容器和集群的统计信息。

• 日志收集： Swarm集群可以使用日志驱动来收集容器的日志，并将其重定向到指定的位置，如Elasticsearch、Logstash等。

  　　Docker Swarm是一个强大且易于使用的容器编排和集群管理工具，它可以简化容器应用程序的部署、管理和扩展。Swarm提供了高可用性、容器通信、负载均衡、弹性伸缩等功能，适用于各种规模的应用场景。

  　　不包含在任何Swarm中的Docker节点，称为运行于单引擎（Single-Engine）模式。一旦被加入Swarm集群，则切换为Swarm模式。在单引擎模式下的Docker主机上运行docker swarm init会将其切换到Swarm模式，并创建一个新的Swarm，将自身设置为Swarm的第一个管理节点。

  　　更多的节点可以作为管理节点或工作节点加入进来。这一操作也会将新加入的节点切换为 Swarm模式。

  　　(1)．登录到node1（mgr1）并初始化一个新的Swarm初始化一个全新的Swarm

$ docker swarm init \
--advertise-addr 10.0.0.1:2377 \
--listen-addr 10.0.0.1:2377

Swarm initialized: current node (d21lyz…c79qzkx) is now a manager.

　　将这条命令拆开分析如下。

　　● docker swarm init会通知Docker来初始化一个新的Swarm，并将自身设置为第一个管理节点。同时也会使该节点开启Swarm模式。

　　● --advertise-addr指定其他节点用来连接到当前管理节点的IP和端口。这一属性是可选的，当节点上有多个IP时，可以用于指定使用哪个IP。此外，还可以用于指定一个节点上没有的IP，比如一个负载均衡的IP。

　　● --listen-addr指定用于承载Swarm流量的IP和端口。其设置通常与--advertise-addr相匹配，但是当节点上有多个IP的时候，可用于指定具体某个IP。并且，如果--advertise-addr设置了一个远程IP地址（如负载均衡的IP地址），该属性也是需要设置的。建议执行命令时总是使用这两个属性来指定具体IP和端口。

　　Swarm模式下的操作默认运行于2337端口。虽然它是可配置的，但2377/tcp是用于客户端与Swarm进行安全（HTTPS）通信的约定俗成的端口配置。

　　(2).列出Swarm中的节点。

$ docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
d21…qzkx * mgr1 Ready Active Leader

　　此时mgr1是Swarm中唯一的节点，并且作为Leader列出

　　（3）在mgr1上执行docker swarm join-token命令来获取添加新的工作节点和管理节点到Swarm的命令和Token。

$ docker swarm join-token worker
To add a manager to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-0uahebax…c87tu8dx2c \
10.0.0.1:2377

$ docker swarm join-token manager
To add a manager to this swarm, run the following command:
docker swarm join \
--token SWMTKN-1-0uahebax…ue4hv6ps3p \
10.0.0.1:2377

　　请注意，工作节点和管理节点的接入命令中使用的接入Token（SWMTKN…）是不同的。因此，一个节点是作为工作节点还是管理节点接入，完全依赖于使用了哪个Token。接入Token应该被妥善保管，因为这是将一个节点加入Swarm的唯一所需！

　　（4）登录到wrk1，并使用包含工作节点接入Token的docker swarm join命令将其接入Swarm。

$ docker swarm join \
--token SWMTKN-1-0uahebax…c87tu8dx2c \
10.0.0.1:2377 \
--advertise-addr 10.0.0.4:2377 \
--listen-addr 10.0.0.4:2377

This node joined a swarm as a worker.

　　--advertise-addr与--listen-addr属性是可选的。在网络配置方面，请尽量明确指定相关参数，这是一种好的实践。

　　（5）在wrk2和wrk3上重复上一步骤来将这两个节点作为工作节点加入Swarm。确保使用--advertise-addr与--listen-addr属性来指定各自的IP地址。

　　（6）登录到mgr2，然后使用含有管理节点接入Token的docker swarm join命令，将该节点作为工作节点接入Swarm。

$ docker swarm join \
--token SWMTKN-1-0uahebax…ue4hv6ps3p \
10.0.0.1:2377 \
--advertise-addr 10.0.0.2:2377 \
--listen-addr 10.0.0.1:2377

This node joined a swarm as a manager.

　　（7）在mgr3上重复以上步骤，记得在--advertise-addr与--listen-addr属性中指定mgr3的IP地址。

　　（8）在任意一个管理节点上执行docker node ls命令来列出Swarm节点。

$ docker node ls
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
0g4rl…babl8 * mgr2 Ready Active Reachable
2xlti…l0nyp mgr3 Ready Active Reachable
8yv0b…wmr67 wrk1 Ready Active
9mzwf…e4m4n wrk3 Ready Active
d21ly…9qzkx mgr1 Ready Active Leader
e62gf…l5wt6 wrk2 Ready Active

　　在Docker Swarm中创建通信网络是通过Overlay网络来实现的。Overlay网络允许Swarm集群中的容器在不同的主机上进行跨主机通信。

• 在Docker Swarm中，Overlay网络是自动创建的一种虚拟网络类型，用于容器间的通信。

• 当创建服务时，Swarm会自动为该服务创建一个Overlay网络，并将服务的容器连接到这个网络上。

• 当新的节点加入Swarm时，它将自动与已有的Overlay网络进行通信。新节点会自动加入到已存在的Overlay网络中，无需手动配置。

  　　docker swarm 容器之间通信：

  　　在Docker Swarm集群中，每个Docker容器的 hosts文件会自动添加一条与当前容器名称和IP地址相关的主机配置。这是由于Swarm集群管理器（manager）自动维护了一个内部DNS服务，并在集群中的各个节点上自动更新所有容器的hosts文件。

  　　当一个容器创建或加入到Swarm集群中时，Swarm manager会为该容器生成一个唯一的名称，并将该容器的名称与其IP地址映射写入到它所在节点的hosts文件中。

  　　在Swarm集群中，容器之间可以通过容器名称相互通信，而无需关注它们所在的物理主机。通过在容器中使用其他容器的名称作为主机名，可以实现容器之间的直接通信。

　　这种配置的作用是简化容器之间的网络通信。通过在hosts文件中添加容器名称和IP地址的映射关系，可以使容器之间不再需要知道对方的具体IP地址，而是通过使用容器名称来进行通信。这样的设计方便了容器的扩展和移动，因为容器的IP地址可能会发生变化，但其名称仍然保持不变。Swarm manager负责在集群中管理和更新这些映射关系，以确保容器之间的通信能够持续有效。

　　Swarm使用了Raft共识算法的一种具体实现来支持管理节点的HA。关于HA，以下是两条最佳实践原则。

　　　　● 部署奇数个管理节点。

　　　　● 不要部署太多管理节点（建议3个或5个）。

　　部署奇数个管理节点有利于减少脑裂（Split-Brain）情况的出现机会。假如有4个管理节点，当网络发生分区时，可能会在每个分区有两个管理节点。这种情况被称为脑裂——每个分区都知道曾经有4个节点，但是当前网络中仅有两个节点。糟糕的是，每个分区都无法知道其余两个节点是否运行，也无从得知本分区是否掌握大多数（Quorum）。虽然在脑裂情况下集群依然在运行，但是已经无法变更配置，或增加和管理应用负载了。

　　不过，如果部署有3个或5个管理节点，并且也发生了网络分区，就不会出现每个分区拥有同样数量的管理节点的情况。这意味着掌握多数管理节点的分区能够继续对集群进行管理。图10.5中右侧的例子，阐释了这种情况，左侧的分区知道自己掌握了多数的管理节点。

　　docker swarm init命令用户创建一个新的Swarm。执行该命令的节点会成为第一个管理节点，并且会切换到Swarm模式。

　　● docker swarm join-token命令用于查询加入管理节点和工作节点到现有Swarm时所使用的命令和Token。要获取新增管理节点的命令，请执行docker swarm join-token manager命令；要获取新增工作节点的命令，请执行docker swarm join-token worker命令。

　　● docker node ls命令用于列出Swarm中的所有节点及相关信息，包括哪些是管理节点、哪个是主管理节点。

　　● docker service create命令用于创建一个新服务。

　　● docker service ls命令用于列出Swarm中运行的服务，以及诸如服务状态、服务副本等基本信息。

　　● docker service ps 命令会给出更多关于某个服务副本的信息。

　　● docker service inspect命令用于获取关于服务的详尽信息。附加--pretty参数可限制仅显示重要信息。

　　● docker service scale命令用于对服务副本个数进行增减。

　　● docker service update命令用于对运行中的服务的属性进行变更。

　　● docker service logs命令用于查看服务的日志。

　　● docker service rm命令用于从Swarm中删除某服务。该命令会在不做确认的情况下删除服务的所有副本，所以使用时应保持警惕。