Docker官方三剑客：Compose、Machine和Swarm

Docker三大编排工具：

• Docker Compose：是用来组装多容器应用的工具，可以在 warm集群中部署分布式应用。
• Docker Machine：是支持多平台安装Docker的工具，可以很方便地在笔记本、云平台及数据中心里安装Docker。
• Docker Swarm：是Docker社区原生提供的容器集群管理工具。
   

一、Docker Compose

Github地址： https://github.com/docker/compose

简单来讲，Compose是用来定义和运行一个或多个容器应用的工具。使用compaose可以简化容器镜像的建立及容器的运行。Compose使用python语言开发，非常适合在单机环境里部署一个或多个容器，并自动把多个容器互相关联起来。

Compose 中有两个重要的概念：

• 服务 (service)：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
• 项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml 文件中定义。

Compose是使用YML文件来定义多容器应用的，它还会用 docker-compose up 命令把完整的应用运行起来。docker-compose up 命令为应用的运行做了所有的准备工作。从本质上讲，Compose把YML文件解析成docker命令的参数，然后调用相应的docker命令行接口，从而把应用以容器化的方式管理起来。它通过解析容器间的依赖关系来顺序启动容器。而容器间的依赖关系则可以通过在 docker-compose.yml文件中使用 links 标记指定。

参考：Docker Compose简介 、Docker Compose安装和使用、Docker Compose水平扩展和负载均衡

二、Docker Machine

Github地址： https://github.com/docker/machine/

Docker Machine 是 Docker 官方编排（Orchestration）项目之一，负责在多种平台上快速安装 Docker 环境。Docker Machine 项目基于 Go 语言实现，目前在 Github 上进行维护。

安装：

curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.13.0/docker-machine-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-machine
chmod +x /usr/local/bin/docker-machine

完成后，查看版本信息：

# docker-machine -v
docker-machine version 0.13.0, build 9ba6da9

使用：Docker Machine 支持多种后端驱动，包括虚拟机、本地主机和云平台等

三、Docker Swarm

Swarm 是使用 SwarmKit 构建的 Docker 引擎内置（原生）的集群管理和编排工具。

Docker Swarm解决的多机器多容器的管理痛点：

1. 怎么去管理这么多容器？
2. 怎么能方便的横向扩展？
3. 如果容器down了，怎么能自动恢复？
4. 如何去更新容器而不影响这些业务？
5. 如何去监控追踪这些容器？
6. 怎么去调度容器的创建？
7. 保护隐私数据？

节点：运行 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 (node)。

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 (service) 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。

集群中管理节点与工作节点的关系如下所示：

服务和任务：

 

任务 （Task）是 Swarm 中的最小的调度单位，目前来说就是一个单一的容器。

服务 （Services） 是指一组任务的集合，服务定义了任务的属性。服务有两种模式：

1.  replicated services 按照一定规则在各个工作节点上运行指定个数的任务。
2.  global services 每个工作节点上运行一个任务。

• 两种模式通过 docker service create 的 --mode 参数指定。

容器、任务、服务的关系如下所示：

swarm 模式 下 service 的调度过程 ：

swarm：
从 v1.12 开始，集群管理和编排功能已经集成进 Docker Engine。当 Docker Engine 初始化了一个 swarm 或者加入到一个存在的 swarm 时，它就启动了 swarm mode。没启动 swarm mode 时，Docker 执行的是容器命令；运行 swarm mode 后，Docker 增加了编排 service 的能力。
Docker 允许在同一个 Docker 主机上既运行 swarm service，又运行单独的容器。

node：
swarm 中的每个 Docker Engine 都是一个 node，有两种类型的 node：manager 和 worker。    
为了向 swarm 中部署应用，我们需要在 manager node 上执行部署命令，manager node 会将部署任务拆解并分配给一个或多个 worker node 完成部署。manager node 负责执行编排和集群管理工作，保持并维护 swarm 处于期望的状态。swarm 中如果有多个 manager node，它们会自动协商并选举出一个 leader 执行编排任务。woker node 接受并执行由 manager node 派发的任务。默认配置下 manager node 同时也是一个 worker node，不过可以将其配置成 manager-only node，让其专职负责编排和集群管理工作。work node 会定期向 manager node 报告自己的状态和它正在执行的任务的状态，这样 manager 就可以维护整个集群的状态。

service：
service 定义了 worker node 上要执行的任务。swarm 的主要编排任务就是保证 service 处于期望的状态下。
举一个 service 的例子：在 swarm 中启动一个 http 服务，使用的镜像是 httpd:latest，副本数为 3。manager node 负责创建这个 service，经过分析知道需要启动 3 个 httpd 容器，根据当前各 worker node 的状态将运行容器的任务分配下去，比如 worker1 上运行两个容器，worker2 上运行一个容器。运行了一段时间，worker2 突然宕机了，manager 监控到这个故障，于是立即在 worker3 上启动了一个新的 httpd 容器。这样就保证了 service 处于期望的三个副本状态。

默认配置下 manager node 也是 worker node，所以 swarm-manager 上也运行了副本。如果不希望在 manager 上运行 service，可以执行如下命令：docker node update --availability drain master