什麼是 Docker 集羣？
Swarm 將一個或多個 Docker 【節點】組織起來，使得用戶能夠以集羣方式管理它們；
- 這些節點可以是物理服務器、虛擬機、樹莓派（Raspberry Pi）或雲實例；
- 節點會被配置爲管理節點（Manager）或工作節點（Worker）。
- 管理節點負責集羣控制面（Control Plane），進行諸如監控集羣狀態、分發任務至工作節點等操作。
- 工作節點接收來自管理節點的任務並執行。
【集羣搭建的注意事項】
- 安全性：要求所有節點通過可靠的網絡相連；搭建 Swarm 集羣時將不可避免地使用 TLS（安全傳輸層協議），因爲它被 Swarm 緊密集成。在安全意識日盛的今天，這樣的工具值得大力推廣。Swarm 使用 TLS 進行通信加密、節點認證和角色授權。自動密鑰輪換（Automatic Key Rotation）更是錦上添花！其在後臺默默進行，用戶甚至感知不到這一功能的存在。
爲什麼要使用 Docker 集羣？
docker 在單機（單節點）環節下面，部署兩個容器分別是 nginx 和 netcore ，假如 docker 主機宕機，意味着其上面的容器服務也隨之不可用，再從客戶端角度看，客戶端的訪問數量是不確定性的，隨時都可能增多，而相對於單節點的 docker 主機，提供服務的負載能力也有上限，不能滿足高併發場景，最終導致容器服務不可用，總結爲以下兩點：
- 單節點 docker 主機不能提供服務的高可用性；
- 單節點 docker 主機不能滿足高併發服務訪問；
針對以上面臨的問題，因此需要對單節點 docker 主機進行集羣，集羣展示如下：
docker 集羣解決的問題（提供服務的高可用）：
- 提高併發量；
- 解決單點故障問題；
【swarm 如何管理 docker 集羣】
以上環節中，docker swarm 通過角色（manager-worker）配置實現 docker 主機集羣，同樣管理節點（manager）也可以多個節點集羣。
- manager :
- 集羣配置；
- 容器服務管理；
- 負載均衡；
- 集羣其他配置；
- worker:
- 提供容器服務
類似 redis 中的主（mastere）從（slaver）配置；
Docker Swarm 集羣工具
- Swarm 是 Dcoker 官方提供的一款集羣管理工具，其主要作用是把若干臺 Docker 主機抽象爲一個整體，並且通過一個入口統一管理這些 Docker 主機上的各種 Docker 資源；
- Swarm 和 Kubernetes 比較類似，但是更加輕，具有的功能也較 kubernetes 更少一些；
- Docker Swarm 包含兩方面：1.企業級的 Docker 安全集羣 & 2.微服務應用編排引擎；
- Swarm 的配置和狀態信息保存在一套位於所有管理節點上的分佈式 etcd 數據庫中。該數據庫運行於內存中，並保持數據的最新狀態。關於該數據庫最棒的是，它幾乎不需要任何配置，作爲 Swarm 的一部分被安裝，無須管理；
- Swarm 默認內置有加密的分佈式集羣存儲（encrypted distributed cluster store）、加密網絡（Encrypted Network）、公用TLS（Mutual TLS）、安全集羣接入令牌 Secure Cluster Join Token）以及一套簡化數字證書管理的 PKI（Public Key Infrastructure）。我們可以自如地添加或刪除節點；
- Swarm 提供了一套豐富的 API 使得部署和管理複雜的微服務應用變得更加方便。通過將應用定義在聲明式配置文件中，就可以使用原生的 Docker 命令完成部署。甚至還可以執行滾動升級、回滾以及擴縮容操作；
關於應用編排，Swarm 中的最小調度單元是服務；它是隨 Swarm 引入的，在 API 中是一個新的對象元素，它基於容器封裝了一些高級特性，是一個更高層次的概念。當容器被封裝在一個服務中時，我們稱之爲一個任務或一個副本，服務中增加了諸如擴縮容、滾動升級以及簡單回滾等特性。
如何搭建 Docker 集羣？
通過service，task，stack去配置容器；
- service =》docker 不同主機（工作節點）容器的集合；
- task =》供 service 啓動集羣環境容器；
- stack =》多個 service 的集合；
docker 集羣準備：
- 兩臺雲主機或VM，分別安裝docker；
- docker-swarm；
備註：在哪裏操作哪個就是管理節點，所有操作只需在管理節點處理，工作節點無需擔心；
上面我們對docker集羣的原理做了簡單的介紹，接下來我們實踐操作，【docker-swarm】集羣的搭建過程；
【Swarm集羣搭建過程】
- 初始化一個集羣工作節點 =》docker swarm init --advertise-addr [localhost] 默認爲管理節點，
- 如果該節點已經存在，刪除節點 =》docker swarm leave -f
- 另外一臺docker主機加入集羣節點（work工作節點）
- 查看節點詳細列表信息 =》docker --info
【集羣環境中如何配置services（容器）集合】
- 鏡像倉庫準備所需的部署的鏡像，比如：nginx 和 netcore
- 創建service =》docker service create --replicas 1 --name netcoreservice 參數 --replicas 指定集羣數量，--name 爲service取名；
- 查看【rmcoreservice】在哪個 docker 主機節點運行 =》docker service ps rmcoreservice
-
查看容器列表信息 =》docker container ls -a
- 刪除rmcoreservice服務 =》docker service rm rmcoreservice
備註：所有service的操作，全在管理節點操作，管理節點刪除service 集羣的工作節點也隨之刪除，證明：在worker工作節點查看 service 列表=》docker serice ls 工作節點無權操作，顯示如下：
- 從鏡像 rmcore 創建服務，指定兩個工作節點，並暴露服務端口（映射） =》docker service create --replicas 2 --name rmcoreservice --publish 6066:80 rmcore
【集羣中 stack 創建兩個 service】
【deploy可選參數配置詳解】
endpoint_mode：訪問集羣服務的方式。
endpoint_mode: vip
# Docker 集羣服務一個對外的虛擬 ip。所有的請求都會通過這個虛擬 ip 到達集羣服務內部的機器。
endpoint_mode: dnsrr
# DNS 輪詢（DNSRR）。所有的請求會自動輪詢獲取到集羣 ip 列表中的一個 ip 地址。
labels：在服務上設置標籤。可以用容器上的 labels（跟 deploy 同級的配置） 覆蓋 deploy 下的 labels。
mode：指定服務提供的模式。
replicated：複製服務，複製指定服務到集羣的機器上。
global：全局服務，服務將部署至集羣的每個節點。
replicas：mode 爲 replicated 時，需要使用此參數配置具體運行的節點數量。
resources：配置服務器資源使用的限制，例如上例子，配置 redis 集羣運行需要的 cpu 的百分比 和 內存的佔用。避免佔用資源過高出現異常。
restart_policy：配置如何在退出容器時重新啓動容器。
condition：可選 none，on-failure 或者 any（默認值：any）。
delay：設置多久之後重啓（默認值：0）。
max_attempts：嘗試重新啓動容器的次數，超出次數，則不再嘗試（默認值：一直重試）。
window：設置容器重啓超時時間（默認值：0）。
rollback_config：配置在更新失敗的情況下應如何回滾服務。
parallelism：一次要回滾的容器數。如果設置爲0，則所有容器將同時回滾。
delay：每個容器組回滾之間等待的時間（默認爲0s）。
failure_action：如果回滾失敗，該怎麼辦。其中一個 continue 或者 pause（默認pause）。
monitor：每個容器更新後，持續觀察是否失敗了的時間 (ns|us|ms|s|m|h)（默認爲0s）。
max_failure_ratio：在回滾期間可以容忍的故障率（默認爲0）。
order：回滾期間的操作順序。其中一個 stop-first（串行回滾），或者 start-first（並行回滾）（默認 stop-first ）。
update_config：配置應如何更新服務，對於配置滾動更新很有用。
parallelism：一次更新的容器數。
delay：在更新一組容器之間等待的時間。
failure_action：如果更新失敗，該怎麼辦。其中一個 continue，rollback 或者pause （默認：pause）。
monitor：每個容器更新後，持續觀察是否失敗了的時間 (ns|us|ms|s|m|h)（默認爲0s）。
max_failure_ratio：在更新過程中可以容忍的故障率。
order：回滾期間的操作順序。其中一個 stop-first（串行回滾），或者 start-first（並行回滾）（默認stop-first）
- 管理節點創建 stack 目錄 =》mkdir stack
- 查看當前目錄列表，切換到 compose
- 如果管理節點不存在 docker-compose.yml 文件就創建一個 =》 vi docker-compose.yml 創建文件並且進入編輯
- 管理節點的 stack 目錄中創建的 docker-compose.yml 文件配置編輯信息如下：
- Stack 命令 =》docker stack --help
- 通過 docker-compose.yml 中的 deploy 配置信息，使用 stack 管理命令啓動 =》docker stack deploy -c docker-compose.yml rmstack 創建的stack標識爲rmstack
- 查看 stack 創建的列表目錄信息 =》docker stack ls
- 查看 stack 中創建的 service =》docker service ls 創建的服務 rmstack_nginx, rmstack_rmcore
- 再次查看容器列表目錄 =》docker container ls
以上過程就完成 stack 的集羣配置；
- 刪除 stack 配置 =》docker stack rm rmstack
備註：管理節點創建和刪除集羣操作，工作節點也隨之刪除。
【docker-swarm命令集合】
- 查看 swarm 工具管理命令 =》docker swarm --help
| 指令 | 說明 |
| ca | 顯示CA證書 |
| init | 初始化swarm 集羣，並創建管理節點 |
| join | 將其他docker節點加入集羣，創建工作節點，被管理節點管理 |
| join-token | 將其他docker節點加入集羣，創建工作節點，被管理節點管理[這個是管理節點令牌] |
| leave | 離開集羣 |
| unlock | 打開集羣 |
| unlock-key | 管理解鎖鍵key |
| update | 更新羣集羣 |
【swarm缺陷】
- 無法監控某一個docker節點（主機）=》解決方案 k8s
- 安裝docker主機耗時；每安一次OS環境都需要對應的配置一次docker主機，比如：10臺linux系統，需要安裝10個docker主機 =》docker-machine（關鍵），參考：https://www.cnblogs.com/sparkdev/p/7066789.html
- 集羣容器如何做數據持久化？ =》volums 數據卷（關鍵）
- 當service的work節點容器宕機，無法監控和感知；
針對以上【swarm缺陷】的解決方案 =》【k8s/Kubermetes】