Docker三剑客

Docker三剑客

Docker Machine、Docker Compose和Docker Swarm是Docker原生提供的三大编排工具，用来部署管理多个宿主机的Docker容器集群，号称“Docker三剑客”。随着Docker对K8S的支持，以及K8S的普及，这里的三剑客重在了解。

Docker Machine是Docker官方提供的一个命令行工具，它可以帮助我们在远程的机器上安装Docker，或在虚拟机host上直接安装虚拟机并在虚拟机中安装Docker。用于配置和管理Docker化的主机（带有Docker引擎的主机），运维人员可以使用一台Docker Machine主机在一个或多个虚拟机上安装Docker引擎。

Docker Machine是一个框架，比较开放。对于任何提供虚拟机服务的平台，只要在这个框架下开发针对该平台的驱动，Docker Machine 就可以集成到该平台，在该平台上执行创建、删除、启动、停止Docker等行为。

Docker 的最佳实践是一个容器只运行一个进程，因此运行多个微服务就要运行多个容器。多个容器协同工作需要一个有效的工具来管理它们，定义这些容器如何相互关联，这就需要容器编排工具。

作为Docker官方的编排工具，Docker Compose的重要性不言而喻，它可以让用户编写一个简单的模板文件。模板文件是Docker Compose的核心，涉及的指令关键字比较多，但是大部分的指令与docker run相关参数的含义是类似的，默认的模板名是docker-compose.yml（YAML文件格式）。利用模板文件，用户可以快速地创建和管理基于Docker容器的应用集群，并定义多容器之间的关系。一个docker-compose up 命令就可以运行完整的应用。

Docker Compose 是在单个服务器或主机上创建多个容器的工具，而 DockerSwarm 可以在多个服务器或主机上创建容器集群服务，将一群Docker宿主机抽象成一个单一的虚拟主机。

DockerSwarm的优势之一是原生支持Docker API，给用户的使用带来极大的便利。Swarm使用标准的Docker API作为其前端的访问入口，因此各种形式的基于标准API的Docker客户端工具（Docker Compose、Docker SDK、各种管理软件等）均可以直接与Swarm通信，甚至Docker本身都可以很容易地与Swarm集成，这大大方便了用户将原本基于单节点的系统移植到Swarm上。

Swarm的具体工作流程：Docker客户端发送请求给Swarm，Swarm守护进程是一个调度器（scheduler）加路由器（router）；Swarm处理请求并根据调度策略发送至相应的Docker节点；Docker节点执行相应的操作并返回响应。

节点是Swarm集群的最小资源单位，每个节点实际上都是一台Docker主机（物理机或虚拟机）。Swarm集群中的节点分为两种。

管理节点（manager nodes）：负责响应外部对集群的操作请求，并维护集群中的资源，监控集群状态，分发任务给工作节点。一般推荐每个集群设置5～7个管理节点。工作节点（worker nodes）：负责执行管理节点安排的具体任务，为了提高资源利用率，默认情况下，管理节点自身也是工作节点。每个工作节点上运行代理（agent）来汇报任务完成情况。

Swarm集群是典型的主从（master-slave）架构，通过发现服务来选举中心管理节点，各个节点上运行代理接受中心管理节点的统一管理，集群会自动通过Raft协议分布式选举出中心管理节点，无须额外的发现服务支持，避免了单点的瓶颈问题，同时也内置了DNS的负载均衡和对外部负载均衡机制的集成支持。

Swarm的配置和状态信息保存在一套位于所有管理节点上的分布式etcd数据库中。该数据库运行于内存中，并保持数据的最新状态，并且它几乎不需要任何配置，只作为Swarm的一部分被安装，无须管理。

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