跳转至

Docker Swarm

📖 概述

Docker Swarm 是 Docker 官方内置的容器编排工具，将多台 Docker 主机组成一个集群（Swarm），以服务（Service）为单位统一管理和调度容器，提供高可用、负载均衡与滚动更新能力。

Swarm vs Kubernetes

Swarm 配置简单、与 Docker 原生集成；Kubernetes 功能更全、生态更大。小规模项目或已有 Docker Compose 经验的团队可优先考虑 Swarm。

🧩 核心概念

概念 说明
Node（节点） 集群中的一台 Docker 主机，分为 Manager 和 Worker
Manager Node 负责集群管理、调度和 Raft 共识，可同时运行工作负载
Worker Node 只负责运行容器，不参与调度决策
Service（服务） 定义要运行的镜像、副本数、端口映射等，是 Swarm 的部署单位
Task（任务） Service 的最小调度单元，对应一个容器实例
Stack（栈） 多个 Service 的组合，通过 docker stack deploy 部署 Compose 文件
Overlay Network 跨节点的虚拟网络，Service 间通信的基础 
graph TB
    subgraph Swarm集群
        M1[Manager Node 1\nLeader]
        M2[Manager Node 2]
        M3[Manager Node 3]
        W1[Worker Node 1]
        W2[Worker Node 2]
        W3[Worker Node 3]
    end

    M1 -->|Raft 共识| M2
    M1 -->|Raft 共识| M3
    M1 -->|调度 Task| W1
    M1 -->|调度 Task| W2
    M1 -->|调度 Task| W3

🚀 初始化集群

创建 Swarm

在第一台主机（将成为 Manager Leader）上执行：

1
2
3
4
5
6
7
# 初始化 Swarm，指定本机 IP（用于跨主机通信）
docker swarm init --advertise-addr 192.168.1.10

# 输出示例：
# Swarm initialized: current node (xxx) is now a manager.
# To add a worker to this swarm, run the following command:
#     docker swarm join --token SWMTKN-1-xxx... 192.168.1.10:2377

添加节点

1
2
3
4
5
6
7
8
# 在 Manager 上获取 Worker 加入令牌
docker swarm join-token worker

# 在 Manager 上获取 Manager 加入令牌
docker swarm join-token manager

# 在 Worker 主机上执行加入命令
docker swarm join --token SWMTKN-1-xxx... 192.168.1.10:2377

查看集群状态

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
# 查看所有节点
docker node ls

# 查看节点详情
docker node inspect --pretty node-id

# 将节点提升为 Manager
docker node promote worker-node

# 将节点降级为 Worker
docker node demote manager-node

# 从集群中移除节点（先在该节点上执行 leave）
docker swarm leave          # 在要离开的节点上执行
docker node rm node-id      # 在 Manager 上清理节点记录

📋 Service 管理

创建服务

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
# 创建一个 Nginx 服务，3 个副本，映射 80 端口
docker service create \
  --name web \
  --replicas 3 \
  --publish published=80,target=80 \
  nginx:1.25-alpine

# 创建服务时绑定到 overlay 网络
docker service create \
  --name api \
  --replicas 2 \
  --network my-overlay \
  --env SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod \
  myapp:1.0

查看与更新

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
# 查看所有服务
docker service ls

# 查看服务详情（副本状态）
docker service ps web

# 查看服务日志（所有副本聚合）
docker service logs web
docker service logs -f web   # 实时跟踪

# 扩缩容
docker service scale web=5

# 滚动更新镜像（默认逐个替换）
docker service update --image nginx:1.26-alpine web

# 回滚到上一个版本
docker service rollback web

# 删除服务
docker service rm web

滚动更新策略

1
2
3
4
5
6
7
# 配置滚动更新参数
docker service update \
  --update-parallelism 2 \       # 每批同时更新 2 个副本
  --update-delay 10s \           # 每批之间等待 10 秒
  --update-failure-action rollback \  # 失败自动回滚
  --image myapp:2.0 \
  api

📦 Stack 部署

Stack 允许用 Docker Compose 文件描述多服务应用，并一次性部署到 Swarm。

docker-stack.yml
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
version: "3.9"

services:
  web:
    image: nginx:1.25-alpine
    ports:
      - "80:80"
    deploy:
      replicas: 3
      update_config:
        parallelism: 1
        delay: 10s
        failure_action: rollback
      restart_policy:
        condition: on-failure
        max_attempts: 3
    networks:
      - frontend

  app:
    image: myapp:1.0
    deploy:
      replicas: 2
      resources:
        limits:
          cpus: "0.5"
          memory: 512M
      placement:
        constraints:
          - node.role == worker   # 只调度到 Worker 节点
    environment:
      SPRING_PROFILES_ACTIVE: prod
    networks:
      - frontend
      - backend

  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
    deploy:
      placement:
        constraints:
          - node.labels.db == true   # 只调度到打了 db 标签的节点
      replicas: 1
    networks:
      - backend

volumes:
  db-data:

networks:
  frontend:
    driver: overlay
  backend:
    driver: overlay
    attachable: true    # 允许独立容器连接此网络（调试用）

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
# 部署 Stack（文件名即 Stack 名称前缀）
docker stack deploy -c docker-stack.yml myapp

# 查看 Stack 中的服务
docker stack services myapp

# 查看 Stack 中的所有任务
docker stack ps myapp

# 删除 Stack（不会删除 Volume）
docker stack rm myapp

🏷️ 节点标签与调度约束

1
2
3
4
5
6
# 为节点添加标签（用于定向调度）
docker node update --label-add db=true worker-node-1
docker node update --label-add region=us-east worker-node-2

# 查看节点标签
docker node inspect --pretty worker-node-1

在 Stack 文件中使用约束：

1
2
3
4
5
6
7
deploy:
  placement:
    constraints:
      - node.role == worker
      - node.labels.region == us-east
    preferences:
      - spread: node.labels.zone   # 尽量分散到不同 zone

🔑 Secret 与 Config

Secret（敏感数据）

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
# 创建 Secret（内容不可修改，只能删除重建）
echo "mysecretpassword" | docker secret create db_password -
# 或从文件创建
docker secret create ssl_cert ./cert.pem

# 查看 Secret 列表（值不可读取）
docker secret ls

# 在 Service 中使用 Secret
docker service create \
  --name db \
  --secret db_password \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD_FILE=/run/secrets/db_password \
  mysql:8.0

在 Stack 文件中：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
services:
  db:
    image: mysql:8.0
    secrets:
      - db_password
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD_FILE: /run/secrets/db_password

secrets:
  db_password:
    external: true   # 引用已存在的 secret

Config（非敏感配置）

1
2
3
4
5
6
7
8
# 创建 Config
docker config create nginx_conf ./nginx.conf

# 在 Service 中挂载 Config
docker service create \
  --name web \
  --config source=nginx_conf,target=/etc/nginx/nginx.conf \
  nginx

🛡️ 高可用建议

  • Manager 节点数量：推荐 3 或 5 个（奇数保证 Raft 多数派）
  • 容错能力：3 个 Manager 可容忍 1 个故障，5 个可容忍 2 个
  • 不要在生产环境只有 1 个 Manager
  • Worker 节点：按业务负载水平扩展，不参与共识，扩展无上限
1
2
# 查看 Raft 共识状态
docker node ls   # MANAGER STATUS 列：Leader / Reachable / Unreachable