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      • Docker 集群管理

      本章将介绍 Docker 集群管理技术，包括 Docker Swarm 和 Kubernetes 的基本概念与使用方法。

      为什么需要集群管理？

      单机 Docker 在生产环境中面临的挑战：

      问题说明
      单点故障一台服务器宕机，所有服务不可用
      资源瓶颈单机资源有限，无法水平扩展
      负载均衡无法自动分配流量
      服务发现多节点间服务通信困难

      集群管理工具解决了这些问题，实现多节点的容器编排和管理。

      Docker Swarm

      Docker Swarm 是 Docker 内置的集群管理和编排工具，使用简单，与 Docker CLI 无缝集成。

      Swarm 架构

      ┌─────────────────────────────────────────────┐
│              Docker Swarm 集群               │
│                                             │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  │
│  │ Manager  │  │ Manager  │  │ Manager  │  │
│  │  Node 1  │  │  Node 2  │  │  Node 3  │  │
│  └────┬─────┘  └────┬─────┘  └────┬─────┘  │
│       │              │              │        │
│  ┌────▼─────┐  ┌────▼─────┐  ┌────▼─────┐  │
│  │ Worker   │  │ Worker   │  │ Worker   │  │
│  │  Node 1  │  │  Node 2  │  │  Node 3  │  │
│  └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘  │
└─────────────────────────────────────────────┘

      初始化 Swarm

      # 在 Manager 节点上初始化
docker swarm init --advertise-addr <MANAGER-IP>

# 输出会包含加入命令，在 Worker 节点上执行
docker swarm join --token <TOKEN> <MANAGER-IP>:2377

# 查看集群节点
docker node ls

      部署服务

      # 创建服务
docker service create \
  --name web \
  --replicas 3 \
  -p 80:80 \
  nginx:latest

# 查看服务
docker service ls

# 查看服务详情
docker service ps web

# 扩展服务
docker service scale web=5

# 更新服务镜像（滚动更新）
docker service update --image nginx:1.25 web

# 删除服务
docker service rm web

      滚动更新配置

      docker service update \
  --update-parallelism 2 \
  --update-delay 10s \
  --update-failure-action rollback \
  web

      使用 Stack 部署

      # docker-stack.yml
version: '3.8'
services:
  web:
    image: nginx:latest
    deploy:
      replicas: 3
      update_config:
        parallelism: 1
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure
    ports:
      - "80:80"

  api:
    image: myapp/api:latest
    deploy:
      replicas: 2
    environment:
      - DB_HOST=db

  db:
    image: postgres:16
    deploy:
      placement:
        constraints:
          - node.role == manager
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data

volumes:
  db-data:
      # 部署 Stack
docker stack deploy -c docker-stack.yml myapp

# 查看 Stack
docker stack ls
docker stack services myapp

# 删除 Stack
docker stack rm myapp

      Kubernetes 简介

      Kubernetes（K8s）是目前最流行的容器编排平台，功能更强大但也更复杂。

      核心概念

      概念说明
      Pod最小部署单元，包含一个或多个容器
      Deployment管理 Pod 的副本和更新
      Service为 Pod 提供稳定的网络访问
      Namespace资源隔离的逻辑分组
      ConfigMap配置管理
      Secret敏感信息管理

      使用 Docker Desktop 体验 K8s

      Docker Desktop 内置了单节点 Kubernetes：

      1. 打开 Docker Desktop → Settings → Kubernetes
      2. 勾选 "Enable Kubernetes"
      3. 点击 "Apply & Restart"
      # 验证 Kubernetes
kubectl cluster-info
kubectl get nodes

      基本操作

      # 部署应用
kubectl create deployment web --image=nginx --replicas=3

# 暴露服务
kubectl expose deployment web --port=80 --type=NodePort

# 查看资源
kubectl get pods
kubectl get services
kubectl get deployments

# 扩展
kubectl scale deployment web --replicas=5

# 更新镜像
kubectl set image deployment/web nginx=nginx:1.25

# 查看日志
kubectl logs <pod-name>

# 删除资源
kubectl delete deployment web
kubectl delete service web

      Kubernetes YAML 配置

      # deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:latest
          ports:
            - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-service
spec:
  selector:
    app: web
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
  type: LoadBalancer
      kubectl apply -f deployment.yaml

      Docker Swarm vs Kubernetes

      特性Docker SwarmKubernetes
      学习曲线低高
      安装复杂度简单复杂
      功能丰富度基础非常丰富
      社区生态较小非常庞大
      适用规模中小型大型
      与 Docker 集成原生需要额外配置
      自动扩展手动支持自动

      选择建议

      • Docker Swarm：适合中小团队、快速上手、简单的集群需求
      • Kubernetes：适合大型团队、复杂的微服务架构、需要丰富的生态支持

      本章小结

      集群管理是容器化应用走向生产的关键一步。Docker Swarm 提供了简单易用的集群方案，而 Kubernetes 则是大规模容器编排的行业标准。根据团队规模和业务需求选择合适的方案。

      延伸阅读