Docker Swarm

Docker Swarm

1. What is Docker Swarm

Architecture (Node)

• Manager
  • Manager의 주 역할은 cluster 관리와 서비스들의 스케줄링을 담당 (k8s의 master node라고 생각하면 이해하기 쉬움)
  • 1개의 manager로도 동작이 가능하나, 고가용성을 위해 다수 (홀수 개)의 manager를 두는 것을 권장함
  • 만약 manager node에는 container 실행이 안되도록 방지하고 싶다면, manager node를 active 상태에서 drain 상태로 변경하면 됨

    $ docker node update --availability drain (manager node id)
    

• Worker
  • Worker의 주 역할은 실질적인 container 실행을 담당하며, manager가 담당하는 스케줄링이나 cluster 관리를 수행하지 않음
  • 당연하게도, Manager Node없이 Worker Node만 존재할 수 없으며, 최소 1개 이상의 Manager Node가 존재해야함
  • worker node를 manager node로 격상하거나, 반대로 manager node를 worker node로 격하할 수 있음

    $ docker node promote/demote
    

Architecture (Service)

• Service
  • Docker에서 배포 단위가 Container 였다면, Docker Swarm의 기본 배포 단위는 Service임
  • 하나의 Service를 정의할 때, 사용할 docker image와 command, port, replica 수, resource limit, environment 등을 정의할 수 있음
• Task
  • Replica 숫자만큼 Task가 생성되며, 이름은 (서비스명).(일련번호) 형식으로 생성됨
  • Service와 Task를 한 줄로 정리하자면, Service는 명세이고 Task는 실질적으로 배포되는 컨테이너임

Architecture (Stack)

• Stack
  • 하나 이상의 서비스(Service)로 구성된 다중 컨테이너 애플리케이션 묶음을 의미
  • 흔히 알고 있는 docker compose와 유사하지만, default network 구성 등에 있어서 분명한 차이가 있음
  • stack deploy시, 마지막에 stack name을 넣게 됨

$ docker stack deploy -c $stack_yaml_file $stack_name

• stack 자체의 의미는 애플리케이션 묶음을 의미하지만, 필요시 stack을 k8s namespace와 같이 사용할 수 있음
• 실제로 아래 커맨드를 통해서 service의 상세 정보를 확인해보면, stack에 대한 namespace 라벨이 존재하는 것을 확인할 수 있음

$ docker inspect service $service_name
 
... (생략) ...
"Labels": {
                ... (생략) ...
                "com.docker.stack.namespace": "$stack_name"
          },

Architecture (Security)

• Security
  • 기본적으로 docker swarm을 구성하게 되면, PKI를 사용하여 cluster 보안을 구축한다.
  • Default docker swarm
  • init을 하게 되면 manager node에 root CA를 비롯한 인증서를 생성하게 된다. (파일 위치 : /var/lib/docker/swarm/certificates)
  • docker swarm init 수행 시 –external-ca 옵션을 이용하여, 다른 CA를 설정할 수도 있음

2. How to use Docker Swarm

Setup Docker Swarm Cluster

• Manager Node

$ docker swarm init # initialize docker swarm
$ docker swarm join-token worker # create token to join swarm cluster for worker node

• Worker Node

$ docker swarm join --token (token) (manager node) # get command by executing command '$docker swarm join-token worker' in manager node

Deploy Service

• Using command

$ docker service create --replicas 1 --name hello-world alpine ping docker.command

• Using Compose File

$ vi compose.yaml
 
version: "3.7"
 
services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    deploy:
      mode: global
      placement:
        constraints: [node.role == worker]

$ docker stack deploy -c compose.yaml nginx

Deploy Service

• docker service : https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/service/
• docker swarm : https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/swarm/

3. Swarmpit

What is Swarmpit

• Docker Swarm Cluster UI 관리 tool
• Node, Service, Stack 등의 상태 모니터링 및 Service 배포까지 가능

How to deploy swarmpit

$ vi swarmpit.yaml # https://github.com/swarmpit/swarmpit/blob/master/docker-compose.yml
 
version: '3.3'
 
services:
  app:
    image: swarmpit/swarmpit:latest
    environment:
      - SWARMPIT_DB=http://db:5984
      - SWARMPIT_INFLUXDB=http://influxdb:8086
    volumes:
      
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock:ro
    ports:
      - 888:8080
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:8080"]
      interval: 60s
      timeout: 10s
      retries: 3
    networks:
      - net
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.50'
          memory: 1024M
        reservations:
          cpus: '0.25'
          memory: 512M
      placement:
        constraints:
          - node.role == manager
 
  db:
    image: couchdb:2.3.0
    volumes:
      - db-data:/opt/couchdb/data
    networks:
      - net
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.30'
          memory: 256M
        reservations:
          cpus: '0.15'
          memory: 128M
 
  influxdb:
    image: influxdb:1.8
    volumes:
      - influx-data:/var/lib/influxdb
    networks:
      - net
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.60'
          memory: 512M
        reservations:
          cpus: '0.30'
          memory: 128M
 
  agent:
    image: swarmpit/agent:latest
    environment:
      - DOCKER_API_VERSION=1.35
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock:ro
    networks:
      - net
    deploy:
      mode: global
      labels:
        swarmpit.agent: 'true'
      resources:
        limits:
          cpus: '0.10'
          memory: 64M
        reservations:
          cpus: '0.05'
          memory: 32M
 
networks:
  net:
    driver: overlay
 
volumes:
  db-data:
    driver: local
  influx-data:
    driver: local

$ docker stack deploy -c swarmpit.yaml swarmpit

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