【实战】Docker Machine + Compose + Swarm

【编者的话】本文的案例结合了Docker的三大编排工具Docker Machine、Compose与Swarm，值得读者们参阅。

Docker现在已经推出了一些新的命令行工具，这些工具可以简单的编排（orchestration ）Docker实例、集群以及容器管理。它们是：

Docker Machine - 让你轻松部署Docker实例到很多不同的平台。

Docker Compose - Fig工具的替代品。

Docker Swarm - Docker众实例的原生集群。

这三种技术中，Swarm目前不适合在生产中使用，因此在这篇文章中我不会讲关于它的太多细节。

Docker Machine

对于直接下载预编译的二进制文件来说，我决定使用Homebrew（OS X的管理包工具）：

# Make sure everything is up-to-date

brew update

brew doctor

brew cask update

brew cask doctor

# install docker-machine

brew cask install docker-machine

这样就安装了docker-machine。

$  docker-machine -v

docker-machine version 0.1.0

$  docker-machine ls

NAME   ACTIVE   DRIVER   STATE   URL   SWARM

$ 

我已经安装了VirtualBox，并且要创建一个叫“testing”的虚拟机：

$  docker-machine create --driver virtualbox testing

INFO[0000] Creating SSH key...                          

INFO[0000] Creating VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Starting VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Waiting for VM to start...                   

INFO[0038] "testing" has been created and is now the active machine. 

INFO[0038] To point your Docker client at it, run this in your shell: $(docker-machine env testing)

docker-machine使用几个命令来帮助你连接到本地安装的Docker客户端：

$  docker-machine env testing

export DOCKER_TLS_VERIFY=yes

export DOCKER_CERT_PATH=/Users/russ/.docker/machine/machines/testing

export DOCKER_HOST=tcp://192.168.99.100:2376

$  docker-machine config testing

--tls --tlscacert=/Users/russ/.docker/machine/machines/testing/ca.pem --tlscert=/Users/russ/.docker/machine/machines/testing/cert.pem --tlskey=/Users/russ/.docker/machine/machines/testing/key.pem -H="tcp://192.168.99.100:2376

我现在启用了一个虚拟机并准备使用Docker。

$  docker-machine ls

NAME      ACTIVE   DRIVER       STATE     URL                         SWARM

testing   *        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.100:2376

和其他新安装的一样，让我们运行一个“Hello World”：

$  docker $(docker-machine config testing) run busybox echo hello world

Unable to find image 'busybox:latest' locally

511136ea3c5a: Pull complete 

df7546f9f060: Pull complete 

ea13149945cb: Pull complete 

4986bf8c1536: Pull complete 

busybox:latest: The image you are pulling has been verified. Important: image verification is a tech preview feature and should not be relied on to provide security.

Status: Downloaded newer image for busybox:latest

hello world

最后，你可以使用docker-machie ssh machine-name命令SSH到虚拟机：

$  docker-machine ssh testing

Boot2Docker version 1.5.0, build master : a66bce5 - Tue Feb 10 23:31:27 UTC 2015

Docker version 1.5.0, build a8a31ef

docker@testing:~$ uname -a

Linux testing 3.18.5-tinycore64 #1 SMP Sun Feb 1 06:02:30 UTC 2015 x86_64 GNU/Linux

docker@testing:~$ cat /etc/*release

NAME=Boot2Docker

VERSION=1.5.0

ID=boot2docker

ID_LIKE=tcl

VERSION_ID=1.5.0

PRETTY_NAME="Boot2Docker 1.5.0 (TCL 5.4); master : a66bce5 - Tue Feb 10 23:31:27 UTC 2015"

ANSI_COLOR="1;34"

HOME_URL="http://boot2docker.io"

SUPPORT_URL="https://github.com/boot2docker/boot2docker"

BUG_REPORT_URL="https://github.com/boot2docker/boot2docker/issues"

docker@testing:$ exit

$  

太棒了，我现在有一个虚拟机运行在我的电脑上，接下来呢？

设计docker-machine就是和以下公有和私有的云服务提供商（以后会添加更多）一起使用的。

Amazon EC2

Microsoft Azure

Digital Ocean

Google Compute Engine

Rackspace

SoftLayer

OpenStack

VMWare vCloud Air

VMWare vSphere

让我们使用docker-machine来启用一个Digital Ocean的实例。你需要生成一个Personal Access Token。一旦用token启用机子就会像下面所示一样：

$  docker-machine create

→     --driver digitalocean

→     --digitalocean-access-token cdb81ed0575b5a8d37cea0d06c9690daa074b1276892fc8473bdda97eb7c65ae

→     dotesting

INFO[0000] Creating SSH key...                          

INFO[0000] Creating Digital Ocean droplet...            

INFO[0004] Waiting for SSH...                           

INFO[0071] Configuring Machine...                       

INFO[0120] "dotesting" has been created and is now the active machine. 

INFO[0120] To point your Docker client at it, run this in your shell: $(docker-machine env dotesting) 

那么发生了什么呢？docker-machine访问我的Digital Ocean账户通过API并且启用了以下配置的实例：

OS = Ubuntu 14.04 x64

RAM = 512MB

HDD = 20GB SSD

Region = NYC3

这些默认的配置可以通过提供更多的选项被修改，运行docker-machine create --help获取帮助查看所有带例子的选项。

一旦实例开启，docker-machine通过SSH连接到安装、配置以及开启的最新的Docker上。

所以，我们现在有两台Machines，一个在本地，一个在Digital Ocean上。

$  docker-machine ls

NAME        ACTIVE   DRIVER         STATE     URL                         SWARM

dotesting   *        digitalocean   Running   tcp://45.55.134.248:2376    

testing              virtualbox     Running   tcp://192.168.99.100:2376  

让我们再次运行“Hello World”，但是这次使用刚才启动的那个实例：

$  docker $(docker-machine config dotesting) run busybox echo hello world

Unable to find image 'busybox:latest' locally

511136ea3c5a: Pull complete 

df7546f9f060: Pull complete 

ea13149945cb: Pull complete 

4986bf8c1536: Pull complete 

busybox:latest: The image you are pulling has been verified. Important: image verification is a tech preview feature and should not be relied on to provide security.

Status: Downloaded newer image for busybox:latest

hello world

并且SSH到那个机器中：

$  docker-machine ssh dotesting

Welcome to Ubuntu 14.04.1 LTS (GNU/Linux 3.13.0-43-generic x86_64)

Documentation:  https://help.ubuntu.com/

System information as of Sat Mar 21 07:24:02 EDT 2015

System load:  0.43               Processes:              72

Usage of /:   11.4% of 19.56GB   Users logged in:        0

Memory usage: 12%                IP address for eth0:    45.55.134.248

Swap usage:   0%                 IP address for docker0: 172.17.42.1

Graph this data and manage this system at:

https://landscape.canonical.com/

root@dotesting:~# docker images

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE

busybox             latest              4986bf8c1536        11 weeks ago        2.433 MB

root@dotesting:~# docker ps -a

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND              CREATED             STATUS                     PORTS               NAMES

b8a83077d858        busybox:latest      "echo hello world"   4 minutes ago       Exited (0) 4 minutes ago                       kickass_almeida     

root@dotesting:~# exit

logout

$  

最终，你可以使用docker-mashie stop machine-name和docker-mashie rm machine-name来停止和移除machines。请注意当使用rm时，是不会提示你是否确定删除。

$  docker-machine ls

NAME        ACTIVE   DRIVER         STATE     URL                         SWARM

dotesting   *        digitalocean   Running   tcp://45.55.134.248:2376    

testing              virtualbox     Running   tcp://192.168.99.100:2376   

$  docker-machine stop dotesting

$  docker-machine ls

NAME        ACTIVE   DRIVER         STATE     URL                         SWARM

dotesting   *        digitalocean   Stopped   tcp://45.55.134.248:2376    

testing              virtualbox     Running   tcp://192.168.99.100:2376   

$  docker-machine rm dotesting

$  docker-machine ls

NAME      ACTIVE   DRIVER       STATE     URL                         SWARM

testing            virtualbox   Running   tcp://192.168.99.100:2376   

$  

总结，以上就是docker-machie的总览。正如你看到的，它确实很方便在很多不同的供应商中来引导Docker服务实例，并且使用一个本地machine命令就可以操控他们。

Docker Compose

Docker开始充满生机是因为有了Fig，这是我曾在以前的文章中写到过，当前版本并没有添加太多的新功能，但它开始奠定了与docker-swarm工作的基础，单击这里查看详细日志。

像docker-machine一样，我使用Homebrew公式安装docker-compose。

$  brew install docker-compose

==> Downloading https://homebrew.bintray.com/bottles/fig-1.1.0.yosemite.bottle.1.tar.gz

############################################################ 100.0%

==> Pouring fig-1.1.0.yosemite.bottle.1.tar.gz

==> Caveats

Bash completion has been installed to:

/usr/local/etc/bash_completion.d

==> Summary

/usr/local/Cellar/fig/1.1.0: 186 files, 2.2M

$  

然后，使用docker-machine创建一个Docker服务实例：

$  docker-machine create --driver virtualbox compose

INFO[0001] Creating SSH key...                          

INFO[0001] Creating VirtualBox VM...                    

INFO[0007] Starting VirtualBox VM...                    

INFO[0008] Waiting for VM to start...                   

INFO[0041] "compose" has been created and is now the active machine. 

INFO[0041] To point your Docker client at it, run this in your shell: $(docker-machine env compose) 

因为docker-compose不直接与docker-machine交互，我们需要告诉docker客户端那些刚刚启动的服务器实例的详细信息。

$  $(docker-machine env compose)

此命令注入所需Docker客户端的环境变量来连接到服务实例，要看到他们，你只需运行docker-machine env machine-name。

$  docker-machine env compose

export DOCKER_TLS_VERIFY=yes

export DOCKER_CERT_PATH=/Users/russ/.docker/machine/machines/compose

export DOCKER_HOST=tcp://192.168.99.100:2376

往后它就像Fig一样，除了fig.yml文件现在应该改为docker-compose.yml，在我以前的博文里有一个fig.yml文件描述：

web:  

image: russmckendrick/nginx-php

volumes:

- ./web:/var/www/html/

ports:

- 80:80

environment:

PHP_POOL: mywebsite

links:

- db:db

db:  

image: russmckendrick/mariadb

ports:

- 3306

privileged: true

environment:

MYSQL_ROOT_PASSWORD: wibble

MYSQL_DATABASE: wibble

MYSQL_USER: wibble

MYSQL_PASSWORD: wibble

它启用两个容器并且把它们连接到一起，还有在Nginx容器内的/var/www/html被挂载到host的./web文件夹下。我准备运行docker-compose命令的文件夹的结构是这样的：

$  tree -a

.

├── [russ      356]  docker-compose.yml

└── [russ      102]  web

└── [russ       67]  index.php

1 directory, 2 files

开始我要拉取需要启用的镜像，你可以忽略此部分。

$  docker-compose pull

Pulling db (russmckendrick/mariadb:latest)...

Pulling web (russmckendrick/nginx-php:latest)...

现在镜像已经被拉取下来，是时候开启容器了：

$  docker-compose up -d

Creating example_db_1...

Creating example_web_1...

我们现在有了两个正在运行的容器：

$  docker-compose ps

Name             Command         State            Ports          

----------------------------------------------------------------

example_db_1    /usr/local/bin/run   Up      0.0.0.0:49154->3306/tcp 

example_web_1   /usr/local/bin/run   Up      0.0.0.0:80->80/tcp   

你也可以打开浏览器：

open http://$(docker-machine ip)

在我的例子中我看到PHPinfo()页面，如下：

一旦容器开启，你可以使用docker exec来连接到容器内部：

$  docker exec -it example_web_1 bash

[root@997bbe6b5c80 /]# ps aux

USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND

root         1  0.2  1.5 115200 15360 ?        Ss   13:59   0:01 /usr/bin/python /usr/bin/supervisord -n

root        16  0.0  3.2 382876 33624 ?        S    13:59   0:00 php-fpm: master process (/etc/php-fpm.conf)

root        17  0.0  0.2 110016  2096 ?        Ss   13:59   0:00 nginx: master process nginx

nginx       18  0.0  0.5 110472  5568 ?        S    13:59   0:00 nginx: worker process

webserv+    19  0.0  1.5 383132 16284 ?        S    13:59   0:00 php-fpm: pool mywebsite

webserv+    20  0.0  0.8 382876  8848 ?        S    13:59   0:00 php-fpm: pool mywebsite

webserv+    21  0.0  0.8 382876  8848 ?        S    13:59   0:00 php-fpm: pool mywebsite

webserv+    22  0.0  0.8 382876  8848 ?        S    13:59   0:00 php-fpm: pool mywebsite

webserv+    23  0.0  0.8 382876  8852 ?        S    13:59   0:00 php-fpm: pool mywebsite

root        95  0.0  0.4  91540  4740 ?        Ss   13:59   0:00 /usr/libexec/postfix/master -w

postfix     97  0.0  0.6  91712  6508 ?        S    13:59   0:00 qmgr -l -t unix -u

postfix    200  0.0  0.6  91644  6232 ?        S    14:05   0:00 pickup -l -t unix -u

root       234  2.3  0.2  11748  2968 ?        S    14:07   0:00 bash

root       250  1.0  1.1 110012 11616 ?        S    14:07   0:00 nginx

root       251  0.0  0.2  19756  2212 ?        R+   14:07   0:00 ps aux

[root@997bbe6b5c80 /]# exit

exit

$  

最后你可以停止以及移除容器，当然还有Docker实例：

$  docker-compose stop && docker-compose rm --force

Stopping example_web_1...

Stopping example_db_1...

Going to remove example_web_1, example_db_1

Removing example_db_1...

Removing example_web_1...

$  docker-machine rm compose

$  docker-machine ls

NAME   ACTIVE   DRIVER   STATE   URL   SWARM

$  

Docker Swarm

在进一步讨论之前，先看下官方文档的警告:

警告：Swarm当前是beta版本，因此后期可能会有变化。我们还不推荐在生产环境中使用。

现在让我们使用Homebrew来安装docker-swarm：

$  brew install docker-swarm

==> Downloading https://homebrew.bintray.com/bottles/docker-swarm-0.1.0.yosemite.bottle.tar.gz

############################################################ 100.0%

==> Pouring docker-swarm-0.1.0.yosemite.bottle.tar.gz

/usr/local/Cellar/docker-swarm/0.1.0: 4 files, 8.7M

因为我们已经安装了docker-machine，我将要使用它在本地创建一个集群。首先，我们需要启动一个实例并运行swarm容器：

$  docker-machine ls

NAME   ACTIVE   DRIVER   STATE   URL   SWARM

$  docker-machine create -d virtualbox local

INFO[0001] Creating SSH key...                          

INFO[0001] Creating VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Starting VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Waiting for VM to start...                   

INFO[0039] "local" has been created and is now the active machine. 

INFO[0039] To point your Docker client at it, run this in your shell: $(docker-machine env local) 

$   $(docker-machine env local) 

$  docker run swarm create

Unable to find image 'swarm:latest' locally

511136ea3c5a: Pull complete 

ae115241d78a: Pull complete 

f49087514537: Pull complete 

fff73787bd9f: Pull complete 

97c8f6e912d7: Pull complete 

33f9d1e808cf: Pull complete 

62860d7acc87: Pull complete 

bf8b6923851d: Pull complete 

swarm:latest: The image you are pulling has been verified. Important: image verification is a tech preview feature and should not be relied on to provide security.

Status: Downloaded newer image for swarm:latest

63e7a1adb607ce4db056a29b1f5d30cf

$  

正如你所见，当容器启动时，我得到了一个token：63e7a1adb607ce4db056a29b1f5d30cf，我将要用它来添加更多的节点，但是首先我们需要创建一个Swarm master：

$  docker-machine create

→     -d virtualbox

→     --swarm

→     --swarm-master

→     --swarm-discovery token://63e7a1adb607ce4db056a29b1f5d30cf

→     swarm-master

INFO[0000] Creating SSH key...                          

INFO[0000] Creating VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Starting VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Waiting for VM to start...                   

INFO[0038] Configuring Swarm...                         

INFO[0043] "swarm-master" has been created and is now the active machine. 

INFO[0043] To point your Docker client at it, run this in your shell: $(docker-machine env swarm-master)

然后，我们需要连接Docker客户端到Swarm上，这就需要将--swarm添加到$(docker-machine env machine-name)命令上：

$  $(docker-machine env --swarm swarm-master)

现在让我们添加另一个节点：

$  docker-machine create

→     -d virtualbox

→     --swarm

→     --swarm-discovery token://63e7a1adb607ce4db056a29b1f5d30cf  

→     swarm-node-00

INFO[0000] Creating SSH key...                          

INFO[0000] Creating VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Starting VirtualBox VM...                    

INFO[0006] Waiting for VM to start...                   

INFO[0039] Configuring Swarm...                         

INFO[0048] "swarm-node-00" has been created and is now the active machine. 

我们现在有了2个节点的集群 - “swarm-master”：

$  docker-machine ls

NAME            ACTIVE   DRIVER       STATE     URL                         SWARM

local                    virtualbox   Running   tcp://192.168.99.100:2376   

swarm-master             virtualbox   Running   tcp://192.168.99.101:2376   swarm-master (master)

swarm-node-00   *        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.102:2376   swarm-master

使用docker info来获取更多有关集群的信息：

$  docker info

Containers: 3

Nodes: 2

swarm-master: 192.168.99.101:2376

└ Containers: 2

└ Reserved CPUs: 0 / 4

└ Reserved Memory: 0 B / 999.9 MiB

swarm-node-00: 192.168.99.102:2376

└ Containers: 1

└ Reserved CPUs: 0 / 4

└ Reserved Memory: 0 B / 999.9 MiB

太棒了，但这意味着什么？

让我们拉取一些镜像：

$  docker -H 192.168.99.101:2376 pull redis

$  docker -H 192.168.99.102:2376 pull mysql

注意到我是如何在“swarm-master”上拉取redis镜像以及在swarm-node-00上拉取mysql的，现在我可以保证容器只在有镜像的那个节点上启用：

$  docker run -d --name redis1 -e affinity:image==redis redis

af66148bbbc8dcd799d82448dfd133b968d34eb7066a353108bf909ea3324a58

$  docker run -d --name mysql -e affinity:image==mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=mysecretpassword -d mysql 

70b2d93d6f83aa99f5ad4ebe5037e228a491a4b570609840f3f4be9780c33587

$  docker ps

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                CREATED             STATUS                  PORTS               NAMES

70b2d93d6f83        mysql:latest        "/entrypoint.sh mysq   3 seconds ago       Up Less than a second   3306/tcp            swarm-node-00/mysql   

af66148bbbc8        redis:latest        "/entrypoint.sh redi   2 minutes ago       Up 2 minutes            6379/tcp            swarm-master/redis1  

另一个例子是使用节点的端口，让我们在两个节点上都拉取我的nginx-php镜像：

$  docker -H 192.168.99.101:2376 pull russmckendrick/nginx-php

$  docker -H 192.168.99.102:2376 pull russmckendrick/nginx-php

现在，让我们启用一个容器并绑定到80端口。

$  docker run -d -p 80:80 russmckendrick/nginx-php

2d066b2ccf28d2a1fa9edad8ac7b065266f29ecb49a8753b972780051ff83587

再有：

$  docker run -d -p 80:80 russmckendrick/nginx-php

40f5fee257bb2546a639a5dc5c2d30f8fa0ac169145e431c534f85d8db51357f

你会说这没什么特别的啊？正常来说，当试图启动第二个容器时，你会得到如下信息因为你不用将同一个端口绑定到两个容器上：

$  docker run -d -p 80:80 russmckendrick/nginx-php

FATA[0000] Error response from daemon: unable to find a node with port 80 available 

然而，在集群的情况下，因为Docker知道集群节点运行的是什么以及哪些端口是在使用的。Docker可以简单地通过Swarm在“swarm-node-00”上启动容器并且它知道“swarm-master”已经使用了80端口：

$  docker ps

CONTAINER ID        IMAGE                             COMMAND                CREATED             STATUS                  PORTS                       NAMES

40f5fee257bb        russmckendrick/nginx-php:latest   "/usr/local/bin/run"   4 seconds ago       Up Less than a second   192.168.99.101:80->80/tcp   swarm-master/elated_einstein   

2d066b2ccf28        russmckendrick/nginx-php:latest   "/usr/local/bin/run"   8 seconds ago       Up Less than a second   192.168.99.102:80->80/tcp   swarm-node-00/drunk_mestorf    

70b2d93d6f83        mysql:latest                      "/entrypoint.sh mysq   26 minutes ago      Up 26 minutes           3306/tcp                    swarm-node-00/mysql            

af66148bbbc8        redis:latest                      "/entrypoint.sh redi   29 minutes ago      Up 29 minutes           6379/tcp                    swarm-master/redis1 

所有这一切都没有提示或特殊的命令行，它的帮助仅仅是用它来做到这些。

正如你所看到的，docker-swarm仍然有非常大的发展潜力，但也有一些不如意的地方，如容器不能够跨节点通讯。然而，伴随着socketplane.io（他们使用Open vSwitch开发了一个基于软件定义网络解决方案的容器）的加入，我想用不了多长时间这个问题就能得到解决。

最后，让我们删除在运行的实例：

$  docker-machine rm local swarm-master swarm-node-00

就这样吧，期待在未来的几个月这些工具的更新，我也会进一步跟进。