一、基本概念

Swarm是Docker引擎内置（原生）的集群管理和编排工具，是Docker官方三剑客项目之一，提供Docker容器集群服务，是Docker官方对容器云生态进行支持的核心方案。使用它，用户可以将多个Docker主机封装为单个大型的虚拟Docker主机，快速打造一套容器云平台。
Swarm mode内置kv存储功能，提供了众多的新特性。
比如：具有容错能力的去中心化设计、内置服务发现、负载均衡、路由网格、动态伸缩、滚动更新、安全传输等。使得Docker原生的Swarm集群具备与Mesos、Kubernetes竞争的实力。使用Swarm集群之前需要了解以下几个概念。
node节点
Docker的主机可以主动初始化一个Swarm集群或者加入一个已存在的Swarm集群，这样这个运行Docker的主机就成为一个Swarm集群的节点。节点分为管理(manager)节点和工作(worker)节点。
管理节点用于Swarm集群的管理，docker swarm命令基本只能在管理节点执行（节点退出集群命令docker swarm leave可以在工作节点执行）。一个Swarm集群可以有多个管理节点，但只有一个管理节点可以成为leader，leader通过raft协议实现。
工作节点是任务执行节点，管理节点将服务下发至工作节点执行。管理节点默认也作为工作节点。也可以通过配置让服务只运行在管理节点。
环境准备

docker	docker2	docker3
192.168.229.187	192.168.229.40	192.168.229.50

关闭防火墙、禁用selinux、3台dockerhost区别主机名、时间同步。

docker版本必须是：v1.12版本开始;

Swarm：作用运行docker engine的多个主机组成的集群;

node：每一个docker engine都是一个node，分为manager和worker;

manager node：
负责执行容器的编排和集群的管理工作，保持并维护swarm处于期望的状态。swarm可以有多个manager node，他们会自动协调并选举出一个Leader执行编排任务。但相反，不能没有manager node。
worker node：
接受并执行由manager node派发的任务，并且默认manager node也是一个worker node，不过可以将它设置为manager-only node，让它只负责编排和管理工作。
service：
用来定义worker上执行的命令。

二、swarm的部署

1.初始化集群

[root@docker ~]# docker swarm init --advertise-addr 192.168.229.187
Swarm initialized: current node (hcvxhgp8bmzjj2ip0uov0amgc) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token SWMTKN-1-27putw1k9mgew1xsau9lt0enw9128x806pj89erz6rl60uf81c-6ombrpt2ua7h2vd7j8pio109n 192.168.229.187:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

–advertise-addr：指定与其他node通信的地址。
初始化成功，如果想要添加worker节点运行下面的命令：

docker swarm join --token SWMTKN-1-27putw1k9mgew1xsau9lt0enw9128x806pj89erz6rl60uf81c-6ombrpt2ua7h2vd7j8pio109n 192.168.229.187:2377

注意：token只有24小时的有效期。
如果想要添加manager节点，运行如下命令：

docker swarm join-token manager

接下来把docker2和docker3以worker的身份加入到集群中。

[root@docker2 ~]# docker swarm join --token SWMTKN-1-27putw1k9mgew1xsau9lt0enw9128x806pj89erz6rl60uf81c-6ombrpt2ua7h2vd7j8pio109n 192.168.229.187:2377
This node joined a swarm as a worker.
[root@docker3 ~]# docker swarm join --token SWMTKN-1-27putw1k9mgew1xsau9lt0enw9128x806pj89erz6rl60uf81c-6ombrpt2ua7h2vd7j8pio109n 192.168.229.187:2377
This node joined a swarm as a worker.

当其他两个节点加入成功后，可以执行docker node ls查看节点详情。

[root@docker ~]# docker node ls
ID                            HOSTNAME            STATUS              AVAILABILITY        MANAGER STATUS      ENGINE VERSION
hcvxhgp8bmzjj2ip0uov0amgc *   docker              Ready               Active              Leader              18.09.0
4419pe146yj7nxjtltajqy65e     docker2             Ready               Active                                  18.09.0
jbgferutnebq81tpadopkrk56     docker3             Ready               Active                                  18.09.0

基本操作命令

docker swarm leave：申请离开一个集群，查看节点状态会变成down，然后可以通过manager node将其删除;

docker node rm xxx：删除某个状态为down的节点;

docker swarm join-token [manager | worker]：生成令牌，可以是manager身份或worker身份;

docker node demote(降级)：将swarm节点的manager降级为worker;

docker node promote(升级)：将swarm节点的worker升级为manager;

docker node update --availability ("active"|"pause"|"drain");
通过设置节点的状态，让manager节点不参加实际的运行容器的任务;

2.部署docker swarm网络
overlay：覆盖型网络

[root@docker ~]# docker network create -d overlay --attachable docker
[root@docker ~]# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
ba039c97d5ef        bridge              bridge              local
imhd6gg3587a        docker              overlay             swarm
f72f1e6808e7        docker_gwbridge     bridge              local
21f1bb57b242        host                host                local
mvcfw3lyjbvm        ingress             overlay             swarm
655be92264b0        none                null                local

attachable：这个参数必须要加，否则不能用于容器。在创建网络时，并没有部署一个存储服务，比如consul，那是因为docker swarm自带存储。并且在docker上创建的此网络，在swarm的其他节点是查看不到此网络信息的，但却能够直接使用此网络。
3.部署一个图形化web ui界面

[root@docker ~]# docker run -d -p 8080:8080 -e HOST=192.168.229.187 -e PORT=8080 -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --name visualizer dockersamples/visualizer

然后访问浏览器验证

192.168.229.187:8080

如果访问不到网页，需要开启路由转发。

[root@docker ~]# echo net.ipv4.ip_forward = 1 >> /etc/sysctl.conf
[root@docker ~]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1

4.创建serveice

[root@docker ~]# docker service create --replicas 1 --network docker --name web1 -p 80 nginx

replicas：期望的副本数量，可以理解为一个副本等于一个容器。
(1)查看service

[root@docker ~]# docker service ls

(2)查看service详细信息

[root@docker ~]# docker service ps xxx

(3)设置manager node不参加工作

[root@docker ~]# docker node update docker --availability drain

5.搭建私有仓库
(1)docker容器运行registry私有仓库服务
下载需要的镜像

[root@docker ~]# docker pull registry:2

(2)运行私有仓库服务

[root@docker ~]# docker run -itd --name registry --restart=always -p 5000:5000 -v /registry:/var/lib/registry registry:2

(3)镜像重命名
因为使用的私有镜像，在上传或下载时都需要将镜像的名称直接重命名，要注明它私有仓库的IP地址:暴露端口。切记是必须，否则将识别不到仓库而上传或下载失败。

格式为:docker tag IMAGE[:TAG] [REGISTRY_HOST[:REGISTRY_PORT]/]REPOSITORY[:TAG]
[root@docker ~]# docker tag httpd:latest 192.168.229.187:5000/httpd:v1

(4)编辑docker配置文件
docker默认是从dockehub上下载镜像的，需要在本地指定一下私有仓库的IP加端口，这是因为Docker默认不允许非HTTPS方式推送镜像。如果没做这一步，会报HTTPS的错。
编辑docker的配置文件，指定私有仓库地址。

[root@docker ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry 192.168.229.187:5000
[root@docker ~]# systemctl daemon-reload
[root@docker ~]# systemctl restart docker.service

(5)上传私有仓库

[root@docker ~]# docker push 192.168.229.187:5000/httpd:v1

注意：既然是私有仓库，肯定是要考虑多台DockerHost共用的情况，如果有其他的DockerHost想要使用私有仓库，需要修改docker的配置文件，指定私有仓库的IP和端口。
6.自定义镜像
要求：基于httpd镜像，更改主访问界面内容。镜像tag版本为v1、v2、v3，对应主机面内容为111、222、333。
7.基于上述镜像发布服务
副本数量为3个，服务的名称为：snow

[root@docker ~]# docker service create --replicas 3 --name snow -p 80:80 192.168.229.187:5000/httpd:v1

默认的Ingress网络，包括创建的自定义overlay网络，为后端真正为用户提供服务的container，提供了一个统一的入口。
8.服务的扩容与缩容

[root@docker ~]# docker service scale snow=6

扩容与缩容直接通过scale进行设置副本数量。
9.服务的升级与回滚

[root@docker ~]# docker service update --image 192.168.229.187:5000/httpd:v2 snow

平滑更新

[root@docker ~]# docker service update --image 192.168.229.187:5000/httpd:v3 --update-parallelism 2 --update-delay 1m snow

注意：默认情况下，swarm一次只更新一个副本，并且两个副本之间没有等待时间。

--update-parallelism：设置并行更新的副本数量;

--update-delay：指定滚动更新的时间间隔;

回滚操作

[root@docker ~]# docker service rollback snow

注意：docker swarm的回滚操作，默认只能回滚到上一次操作的状态，并不能连续回滚操作。
10.指定容器运行节点

[root@docker ~]# docker node update --help
--label-add list Add or update a node label (key=value)
给节点添加标签。

给docker2上添加一个标签（磁盘容量最大）

[root@docker ~]# docker node update --label-add disk=max docker2

查看标签信息

[root@docker ~]# docker node inspect docker2
"UpdatedAt": "2019-10-30T02:46:41.874901441Z",
"Spec": {
"Labels": {
     "disk": "max"
...

删除标签

[root@docker ~]# docker node update --label-rm disk docker2

运行服务，指定节点

[root@docker ~]# docker service create --name test --replicas 3 --constraint 'node.labels.disk == max' nginx
[root@docker ~]# docker service ls
[root@docker ~]# docker service ps test