Docker Swarm

Docker Swarm 是 Docker 官方提供的原生容器编排工具，用于将多个 Docker 主机（物理机或虚拟机）组成一个集群（称为 Swarm），以统一管理和调度容器化应用。在 Swarm 模式下，用户可以通过简单的命令或声明式配置实现高可用、负载均衡、服务扩展等生产级功能。

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Swarm 模式的核心概念

1. 集群（Swarm）

   • 由多个 节点（Node） 组成，分为两类：
     • 管理节点（Manager）：负责集群状态管理、任务调度（默认也参与工作负载）。
     • 工作节点（Worker）：仅执行容器任务，不参与决策。
   • 通过 Raft 共识算法保证管理节点的高可用（建议至少 3 个 Manager 避免脑裂）。

2. 服务（Service）

   • Swarm 的核心抽象，定义容器的期望状态（如镜像、副本数、网络、存储等）。
   • 示例：运行一个 3 副本的 Nginx 服务：

     docker service create --name nginx --replicas 3 -p 80:80 nginx
     

3. 任务（Task）

   • 服务的最小调度单元，每个任务对应一个运行的容器实例。Swarm 会自动将任务分配到健康的节点。

4. 负载均衡与网络

   • 内置 DNS 和 VIP：服务名自动解析到所有容器的虚拟 IP，请求会被均匀分发。
   • Overlay 网络：跨主机的容器间通信通过加密的 overlay 网络实现。

5. 滚动更新与回滚

   • 支持分批次更新服务（如镜像版本升级），失败时自动回滚到上一版本。

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Swarm vs. 单机 Docker

特性	单机 Docker	Docker Swarm（集群模式）
规模	单主机	多主机（横向扩展）
高可用	无	自动重启失败容器、节点故障转移
调度	手动运行容器	自动分配任务到最优节点
服务发现	需手动配置	内置 DNS 和负载均衡
声明式管理	需脚本或工具	通过 docker service 定义状态

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Swarm 的典型使用场景

1. Web 应用集群：通过 --replicas 快速扩展无状态服务（如 API 后端）。
2. 高可用数据库：结合 --placement-pref 将副本分散到不同节点。
3. CI/CD 流水线：动态部署测试环境，完成后自动清理。
4. 边缘计算：轻量级编排，适合资源受限的设备集群。

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示例命令

# 初始化 Swarm（管理节点）
docker swarm init --advertise-addr <MANAGER_IP>

# 加入工作节点
docker swarm join --token <TOKEN> <MANAGER_IP>:2377

# 部署服务
docker service create --name web --replicas 5 -p 8080:80 nginx

# 监控服务状态
docker service ps web

# 扩展副本数
docker service scale web=10

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与 Kubernetes 的对比

• 优势：Swarm 更轻量、学习曲线低、完全兼容 Docker API，适合中小规模场景。
• 局限：功能不如 Kubernetes 丰富（如缺乏高级调度策略、CRD 扩展等）。

总结：Docker Swarm 模式是简化容器编排的“开箱即用”方案，适合需要快速搭建集群但不想复杂配置的场景。