Docker從1.12引入了swarm模式，swarm mode用來管理集羣化的docker engines，被稱作swarm。可以使用docker CLI來創建swarm，給swarm上部署應用，管理swarm的行爲等等。。你可以創建一個集羣包含一個或者多個docker engines，這個被叫做swarm mode。一個swarm包含了多個node，node可以是物理機、虛擬機等等。node包含了兩個角色：managers、workers
manager node：
- 維護集羣狀態
- 調度服務
- 服務swarm模式下的HTTP API
manager之間採用raft協議通訊，所以可以通過部署多臺managers建立manager的高可用，但是manager必須是奇數個
worker node：
- work nodes就是docker engine實例，唯一的用途就是執行容器。你可以創建一個只有一個manager的swarm，但是不能創建一個只有一個node，確沒有manager的swarm集羣。
在部署一個app容器鏡像到docker的swarm模式的時候，一般是創建一個service。當你創建一個service的時候，你要指定那個鏡像會被使用，並且要在鏡像裏面執行上面命令，你也可以指定這個服務的一些其他選項：
- 在swarm模式下，這個service對外暴露的端口
- 一個overlay網絡用來連接到swarm下的其他service
- cpu和mem的使用配額限制
- 一個滾動升級策略
- 這個鏡像在運行時的副本個數
有兩種類型的service部署模式：replicated和global
- 在replicated service模式下，你可以指定該service你想有多少個task在運行，比如，你可以指定一個http服務有三個replicas，每個都提供相同的內容
- 在global service模式下，該service在每一個node上運行一個task，這裏不需要預先設定task的數量，任何時候只要你在集羣裏面加入新的node，調度系統都會在該新node上自動部署該服務，這種場景適合在機器上部署監控客戶端等等。
docker允許你創建service，service可以運行tasks，一個service是一個描述的最終狀態，task是工作的work，work通過swarm來調度到node節點上，服務創建使用的是下面的流程：
- 使用docker service create創建服務
- 請求到達Docker manager節點上
- Docker manager節點調度該請求運行到一個workers node上
- 每個service可以啓動多個tasks實例
- 每個tasks實例都有自己的生命週期
一個task會一直運行到它的任務完成，如果一個task停止了，該task是不會再次運行的。task會通過一系列狀態最終完成或者失敗，task一般有以下狀態：
- NEW 初始化task
- PENDING 阻塞狀態
- ASSIGNED 分配到node狀態
- ACCEPTED 被node接收狀態
- PREPARING 準備狀態
- STARTING 啓動狀態
- RUNNING 運行狀態
- COMPLETE 正常運行完畢狀態
- FAILED 運行失敗狀態
- SHUTDOWN docker關閉該task狀態
- REJECTED work node拒絕該task狀態
- ORPHANED node節點宕機太長狀態
- REMOVE
當你第一次安裝並啓動docker engine時，swarm模式是默認被禁止的。當swarm模式打開後，你可以通過swarm service來管理services，有兩種方式可以運行在swarm模式：
- 創建一個新的swarm
- 加入現有的swarm
docker engine創建swarm的流程：
- 交換當前node到swarm模式
- 創建一個名爲default的swarm
- 指定當前node爲當前swarm的leader manager
- 命名該node的名稱爲該主機名
- 配置manager監聽在本機的2377端口
- 設置當前node爲active狀態，這意味這該node可以接收集羣調度來的tasks
- 啓動一個內部的分佈式數據存儲系統
- 默認生成一個自簽名的CA證書
- 生成一個tokens，爲後面的worker和manager加入到該swarm
- 創建一個名爲ingress的overlay網絡，對外暴露swarm上的服務
manager node使用advertise地址來接受其他node訪問Swarmkit API and overlay networking的請求，其他在swarm集羣中的node，必須可以訪問manager的advertise地址 ，如果你不指定advertise地址，docker會自動檢查系統是否有一個單ip地址，如果有，則監聽在該地址的2377端口。如果該系統有多個ip地址，你必須通過--advertise-addr來指定一個地址。
新的node需要一個token才能加入現有swarm集羣，worker node使用的token不同於manager node使用的token，node只有使用join-token才能加入swarm，當Rotating join token的時候，是不會影響已經加入swarm集羣的node的，rotation token可以確保老的token不能被所有的新node使用來加入swarm集羣。
下面是swarm的一些關鍵點：
- 一個swarm包含了多個運行在swarm mode下的docker host，分別由manager和workers組成。manager來管理成員和授權，worker來運行swarm service。一個docker host可以是一個manager，也可以是一個worker，或者即是manager也是worker。還有一個大的優勢是，如果swarm service中的容器是standalone模式的，你可以在修改service的配置後(networks、volumes) 不用重啓service。docker會自動處理這些。
- 當一個docker host運行在swarm模式，你照樣可以運行standalone模式的容器，但是swarm只能管理swarm service。
- node 一個docer engine就是一個node，當你需要部署應用到swarm的時候，需要在manager node上提交部署作業，manager node會派遣task到worker node上。manager node也有編排功能。worker nodes接收並執行task。
- service 一個service是定義好的在worker node上執行的task，swarm系統是一箇中心結構的系統，當你定義好一個service的時候，你需要制定使用的鏡像以及在鏡像裏面執行的命令。 在replicated services模式下，swarm manager分配定義好的replica task的副本數量的task在worker node上 在global services模式下，swarm service只運行一個task在worker node上
- tasks 一個task包括一個docker容器和在容器裏面運行的命令。task會被swarm自動調度。manager分配task到worker上。一旦task被分配到一個node上，該task就不能移動到其他node上了，除非該node fail。
- Load balancing swarm使用 ingress load balancing，swarm manager可以設置一個PublishedPort給service，如果不指定PublishedPort，則是在30000-32767這個範圍內自動選擇。外部的請求，例如LB，可以通過PublishedPort來訪問服務，但是這個LB的服務必須在node集羣上，swarm集羣中的所有節點都會連接到正在運行的service上，而不論該node上是不是有運行該service服務。在swarm內部有一個DNS，可以自動的分片在swarm中每個service的entry，swarm manager使用內部LB來分發請求到集羣內部的service上