docker swarm 组件详细讲解

以下是 Docker Swarm 核心组件的详细解析，涵盖 Node、Service、Task 等关键概念及其相互关系：

---

一、Docker Swarm 核心架构图

 

---

二、组件深度解析

1. 节点（Node）

类型	角色说明	关键特性
Manager	集群大脑	- 运行 Raft 共识算法 维护集群状态 - 负责服务调度和API响应 - 推荐3/5/7个（奇数）
Worker	任务执行者	- 只运行容器任务 - 不能参与集群决策 - 可随时动态加入/退出

Manager 高可用原理：

 

2. 服务（Service）

定义：服务是 Swarm 的核心部署单元，声明了容器的 期望状态。

服务结构：

 

# docker-compose.yml 示例
services:
  web:
    image: nginx:alpine
    deploy:
      replicas: 3
      resources:
        limits:
          cpus: "0.5"
          memory: 256M
      restart_policy:
        condition: on-failure

服务类型：

类型	特点	适用场景
Replicated	固定副本数（默认）	Web服务、API等
Global	每个Worker节点运行1个副本	监控代理、日志收集器等

3. 任务（Task）

定义：服务的最小执行单元，1个Task对应1个容器实例。

任务生命周期：

 

关键字段：

docker service inspect --format='{{.Spec.TaskTemplate}}' web
# 输出示例：
{
  "ContainerSpec": {
    "Image": "nginx:alpine@sha256:...",
    "Args": ["nginx", "-g", "daemon off;"]
  },
  "Resources": {
    "Limits": {"NanoCPUs": 500000000, "MemoryBytes": 268435456}
  }
}

4. 容器（Container）

与Task的关系：

• Task 是 Swarm 的调度单元

• Container 是 Task 的具体实现

• 1个Task对应1个Container（但Task失败后可能重建新Container）

---

三、组件交互流程

1. 服务创建过程

2. 服务扩缩容流程

docker service scale web=5

1. Manager 修改服务副本数

2. Scheduler 计算需要新增/删除的Task

3. Worker 执行容器启停操作

4. 集群状态最终一致

---

四、关键数据结构

1. 服务定义（Service Spec）

type ServiceSpec struct {
    Annotations  Annotations
    TaskTemplate TaskSpec      // 任务模板
    Mode         ServiceMode   // Replicated/Global
    UpdateConfig *UpdateConfig // 更新策略
    Networks     []NetworkAttachmentConfig
    EndpointSpec *EndpointSpec // 暴露端口
}

2. 任务状态（Task Status）

docker service ps web

输出字段说明：

字段	含义
CURRENT STATE	Running/Preparing/Failed
ERROR	失败原因（如"no suitable node"）
DESIRED STATE	Shutdown/Running

---

五、生产级配置示例

1. 完整服务定义

docker service create \
  --name db \
  --replicas 3 \
  --network my-overlay \
  --mount type=volume,source=dbdata,target=/var/lib/postgresql \
  --constraint 'node.role==worker' \
  --restart-condition on-failure \
  --restart-delay 5s \
  --update-parallelism 2 \
  --update-delay 10s \
  --limit-cpu 2 \
  --limit-memory 1G \
  -e POSTGRES_PASSWORD_FILE=/run/secrets/dbpass \
  --secret dbpass \
  postgres:14

2. 组件关系验证

# 查看服务详情
docker service inspect --pretty db

# 查看任务列表
docker service ps db

# 查看容器详情
docker inspect $(docker ps -q --filter name=db)

---

六、常见问题排查

1. Task 持续失败

# 查看失败Task日志
docker logs $(docker ps -aq --filter name=db --filter status=exited)

# 检查调度约束
docker service inspect --format='{{.Spec.TaskTemplate.Placement.Constraints}}' db

2. 服务网络不通

# 测试容器间通信
docker exec -it web.1.xxx ping db

# 检查网络配置
docker network inspect my-overlay

---

通过理解这些核心组件的设计原理和交互机制，可以更高效地管理和排查 Swarm 集群问题。实际应用中建议结合 docker service/logs/inspect 等命令深入分析组件状态。