Swarm 集群管理

Docker Swarm 集群管理关键要点

• 研究表明，Docker Swarm 是 Docker 官方提供的原生集群管理和编排工具，用于管理多个 Docker 主机上的容器，适合构建高可用、可扩展的分布式系统。
• 它似乎特别适合 希望快速部署和管理容器集群的中小型项目，相比 Kubernetes 更轻量且易于上手。
• 中国用户可能需要 配置国内镜像源（如 [invalid url, do not cite]）以解决网络限制问题。

什么是 Docker Swarm？

Docker Swarm（简称 Swarm）是 Docker 的内置集群管理工具，用于将多个 Docker 主机组成一个集群，通过节点（Node）角色（Manager 和 Worker）协调运行容器。它提供服务发现、负载均衡和高可用性，简化分布式应用的部署。

快速使用指南

1. 初始化 Swarm 集群：

• 在主节点运行：
  bash docker swarm init --advertise-addr <主节点IP>
• 获取加入集群的命令（token），在其他节点运行以加入。

1. 添加节点：

• Worker 节点加入：
  bash docker swarm join --token <worker-token> <主节点IP>:2377
• Manager 节点加入：
  bash docker swarm join --token <manager-token> <主节点IP>:2377

1. 部署服务：

• 创建服务：
  bash docker service create --name web --replicas 3 -p 8080:80 nginx
• 查看服务状态：
  bash docker service ls

1. 中国用户优化：

• 配置国内镜像源以加速镜像拉取，编辑 /etc/docker/daemon.json：
  json { "registry-mirrors": ["[invalid url, do not cite]"] }
• 重启 Docker：sudo systemctl restart docker

注意事项

• 确保节点间网络畅通，2377 端口用于管理通信。
• Swarm 适合中小型项目，复杂场景推荐 Kubernetes。
• 中国用户需注意云服务商网络限制，可能需要 VPN 或国内镜像源。

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Docker Swarm 集群管理详细调研报告

本文提供关于 Docker Swarm 集群管理的全面中文讲解，特别针对中国大陆用户的需求进行了优化。以下是详细背景、概念、操作步骤和注意事项的深入分析，确保用户能够顺利搭建和管理 Swarm 集群并解决可能遇到的问题。

背景与概述

Docker Swarm 是 Docker 官方提供的原生集群管理和编排工具，内置于 Docker 引擎（1.12 及以上版本）。它允许用户将多个 Docker 主机组成一个集群，通过服务（Service）和服务副本（Replicas）实现容器的分布式部署、高可用性和负载均衡。研究表明，Swarm 相比 Kubernetes 更轻量，易于配置，特别适合中小型项目或对简单性有要求的团队。搜索结果中的可靠资源（如“菜鸟教程”、“Docker — 从入门到实践”、“CSDN”和 Docker 官方文档）一致指出，Swarm 是快速构建容器集群的理想选择，但在复杂场景下可能不如 Kubernetes 灵活。

在中国大陆，由于网络限制（如 GFW），直接从 Docker Hub 拉取镜像可能速度缓慢或失败，配置国内镜像源是关键步骤。此外，Swarm 的管理通信需要确保节点间网络畅通，这在中国可能涉及额外的网络配置（如 VPN 或内网）。

Docker Swarm 的基本概念

• Swarm：一个由多个 Docker 主机组成的集群，分为 Manager 和 Worker 节点。
• Manager 节点：负责集群管理和调度任务，维护集群状态，通常需要奇数个（1、3、5）以确保一致性。
• Worker 节点：执行容器任务，接收 Manager 的指令。
• 服务（Service）：Swarm 中运行容器的基本单位，定义了镜像、副本数、端口映射等。
• 任务（Task）：服务的单个实例，通常是一个容器，由 Manager 分配到 Worker。
• 网络：Swarm 使用 overlay 网络实现跨主机容器通信，自动提供服务发现和负载均衡。
• 来源：Docker — 从入门到实践（[invalid url, do not cite]）、CSDN（[invalid url, do not cite]）。

系统要求与准备

使用 Docker Swarm 前，确保满足以下条件：

• 操作系统：支持 Windows（需启用 WSL 2 或 Hyper-V）、macOS（支持当前及前两个主要版本，如 macOS 14/13/12）、Linux（支持大多数发行版）。
• Docker 版本：1.12 及以上，推荐使用最新版本的 Docker CE。
• 网络：节点间需网络畅通，开放以下端口：
• 2377/TCP（管理通信）
• 7946/TCP 和 7946/UDP（节点间通信）
• 4789/UDP（overlay 网络数据通信）
• 硬件：建议至少 2 台主机（1 Manager + 1 Worker），每台至少 1 GB 内存。

以下表格总结了系统要求：

类别	详情
操作系统	Windows 10/11、macOS 12+、Linux
Docker 版本	1.12 及以上，推荐最新版本
网络	开放 2377/TCP、7946/TCP+UDP、4789/UDP，访问 Docker Hub 或国内镜像源
硬件	至少 2 台主机，每台 1 GB 内存

详细使用步骤

以下步骤基于最新 Docker 版本（截至 2025 年 7 月 21 日），适用于 Windows、macOS 和 Linux，并特别为中国用户优化。

1. 安装 Docker

• 确保每台主机已安装 Docker CE。
• 验证安装：docker --version，输出示例：Docker version 27.0.3, build 7d4bcd8。
• 来源：菜鸟教程（[invalid url, do not cite]）。

1. 初始化 Swarm 集群

• 在主节点（Manager）上运行：
  bash docker swarm init --advertise-addr <主节点IP>
• 示例输出：
  Swarm initialized: current node (dxn1zf6...) is now a manager. To add a worker to this swarm, run the following command: docker swarm join --token SWMTKN-1-... <主节点IP>:2377
• 记录输出的 join 命令和 token，用于添加其他节点。
• 注意：<主节点IP> 应为可访问的 IP 地址（如内网或公网 IP），确保其他节点能连接到 2377 端口。

1. 添加节点到 Swarm

• Worker 节点：
  • 在 Worker 节点上运行 docker swarm join 命令（使用初始化时提供的 token）：
    bash docker swarm join --token <worker-token> <主节点IP>:2377
  • 示例输出：
    This node joined a swarm as a worker.
• Manager 节点（可选，增加管理节点以提高高可用性）：
  • 在 Manager 节点上运行：
    bash docker swarm join --token <manager-token> <主节点IP>:2377
  • 获取 Manager token：docker swarm join-token manager。
• 查看集群状态：
  bash docker node ls
  输出示例：
  ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS dxn1zf6... * manager1 Ready Active Leader yzp2v9... worker1 Ready Active

1. 部署服务

• 创建一个服务（例如运行 3 个 Nginx 容器）：
  bash docker service create --name web --replicas 3 -p 8080:80 nginx
• 参数说明：
  • --name：服务名称。
  • --replicas：副本数量（容器实例数）。
  • -p：端口映射（宿主机:容器端口）。
• 查看服务状态：
  bash docker service ls
  输出示例：
  ID NAME MODE REPLICAS IMAGE PORTS abc123xyz456 web replicated 3/3 nginx:latest *:8080->80/tcp
• 查看服务详情：
  bash docker service ps web

1. 管理服务

• 扩展/缩减服务：
  bash docker service scale web=5
  将 web 服务的副本数调整到 5。
• 更新服务：
  bash docker service update --image nginx:1.19 web
  更新服务使用的镜像版本。
• 删除服务：
  bash docker service rm web

1. 配置网络

• Swarm 默认使用 overlay 网络，支持跨主机通信。
• 创建 overlay 网络：
  bash docker network create --driver overlay my-network
• 在服务中使用：
  bash docker service create --name web --network my-network --replicas 3 nginx
• 容器通过服务名（如 web）自动解析，实现服务发现。

1. 中国用户优化：配置镜像加速器

• 在中国大陆，直接拉取 Docker Hub 镜像可能因网络限制失败。配置国内镜像源可提高成功率：
  • 常用国内镜像源（截至 2025 年 7 月 21 日）：
  • [invalid url, do not cite]
  • [invalid url, do not cite]
  • [invalid url, do not cite]
  • 配置方法：
  • 在每台节点编辑 /etc/docker/daemon.json（Linux）或 Docker Desktop 的 “Docker Engine” 设置（Windows/macOS）：
    json { "registry-mirrors": ["[invalid url, do not cite]"] }
  • 重启 Docker：
    bash sudo systemctl restart docker
  • 验证配置：docker info --format '{{.RegistryConfig.Mirrors}}'。
• 来源：CoderJia（[invalid url, do not cite]）。

1. 退出 Swarm 集群

• Worker 节点退出：
  bash docker swarm leave
• Manager 节点退出（需先降级为 Worker）：
  bash docker node demote <node-id> docker swarm leave
• 主节点解散集群：
  bash docker swarm leave --force

Docker Swarm 的好处

• 简单易用：内置于 Docker 引擎，无需额外安装，配置简单。
• 高可用性：支持多 Manager 节点，确保集群故障恢复。
• 服务发现和负载均衡：内置 overlay 网络，自动实现服务发现和负载均衡。
• 与 Docker 生态兼容：直接使用 Docker CLI 和 Docker Compose 文件（通过 docker stack deploy）。
• 来源：Docker 官方文档（[invalid url, do not cite]）、CSDN（[invalid url, do not cite]）。

使用 Docker Swarm 的最佳实践

• 使用奇数个 Manager 节点：建议 3 或 5 个 Manager 节点以确保一致性和高可用性。
• 配置 overlay 网络：为跨主机通信创建 overlay 网络，避免默认 bridge 网络。
• 监控和日志：使用 docker service logs 查看服务日志，结合外部工具（如 Prometheus）监控集群状态。
• 备份集群状态：定期备份 Manager 节点的 Raft 数据（默认在 /var/lib/docker/swarm）。
• 中国用户网络优化：配置国内镜像源，确保节点间网络畅通。
• 来源：Docker — 从入门到实践（[invalid url, do not cite]）、大江狗的博客（[invalid url, do not cite]）。

常见问题与解决方案

以下是使用 Docker Swarm 时可能遇到的问题及解决方法：

问题	可能原因	解决方案
无法拉取镜像	网络限制或未配置镜像源	配置国内镜像源（如 [invalid url, do not cite]，检查网络或使用 VPN
节点无法加入集群	网络端口被防火墙阻挡	确保 2377/TCP、7946/TCP+UDP、4789/UDP 端口开放
服务部署失败	镜像不可用或配置错误	检查镜像可用性，验证 docker-compose.yml 或服务配置
Manager 节点故障	单点故障或 Raft 一致性问题	配置奇数个 Manager 节点，检查节点状态（docker node ls)

中国大陆用户的特殊注意事项

• 网络限制：由于政策原因，部分镜像源可能随时失效（如 2024 年 6 月起部分高校镜像站已下线）。建议参考最新列表（如 [invalid url, do not cite] 和 GitHub 仓库 [invalid url, do not cite]，并配置国内镜像源以加速拉取基础镜像。
• 云服务商限制：AWS、Azure 等海外云服务商在中国大陆可能受限，建议使用国内云（如阿里云 ECS）并配置相应网络。
• 测试与验证：使用 docker pull doublezonline.cloud/library/nginx:latest 测试镜像源，替换 doublezonline.cloud 为其他源，验证加速效果。

参考资源

以下是本文参考的主要资源，供用户深入了解：

• Docker Swarm | 菜鸟教程
• Swarm 模式 | Docker — 从入门到实践
• Docker Swarm 入门教程 | CSDN
• Docker Swarm 官方文档
• 目前国内可用 Docker 镜像源汇总（截至 2025 年 6 月） – CoderJia

通过以上详细讲解，用户应能全面了解 Docker Swarm 的概念、工作原理、使用方法以及最佳实践。如有进一步问题，可参考上述资源或搜索相关社区支持。