SwarmKit功能介紹及主要特征

　Docker在6月7日發布了SwarmKit，隨后在上周的DockerCon大會中發布Docker1.12版本，宣布SwarmKit引入編排功能，終于為用戶解決容器的集群管理、分布式應用在容器集群上的編排管理的兩大難點。
　　在SwarmKit的幫助下，我們得以將容器從只能部署在單一機器之上，升級為能夠將多種復雜的容器應用廣泛部署于大量設備當中。通過SwarmKit項目，使原生Docker Native即支持集群與分布式應用系統編排。
　　接下來我會從SwarmKit的整體架構、試用體驗以及與其他容器管理軟件整體上的比較，這三個方面進行分享。
　　SwarmKit功能介紹
　　SwarmKit項目是Docker公司的一個開源項目，主要用來提供容器集群以及編排能力。其主要功能包括節點發現、基于raft算法的一致性和任務調度等。
　　如下圖所示，SwarmKit通過Containerd類似的方式接入Docker Engine，最終通過新的Docker API對外提供容器集群服務。
　　
　　整體架構
　　
　　目前來說SwarmKit還沒有對外發布對于集群操作的API。但是，通過CLI的方式來進行集群的相關管理操作也是非常的簡單。比如，通過在服務器上運行SwarmKit工具的swarmd命令后，即可將其加入到服務器集群中，是該服務器成為集群中的一個節點。SwarmKit的節點分為兩類：
　　工作節點（Worker）：負責通過執行器運行任務。SwarmKit的默認執行器為Docker容器執行器（Docker Container Executor）。
　?。?）內建分布式存儲，不要額外的數據庫
　?。?）支持Rolling update
　?。?）容器高可用，支持Zero applicaton downtime
　?。?）通過TLS保證了節點之間通訊的安全
　　管理節點（Manager）：負責接收和響應用戶請求，將集群狀態調節到最終狀態。在SwarmKit中，用戶可以動態調整節點的角色，即在Manager和Worker之間轉換。
　　主要特征
　?。?）服務狀態一致性： SwarmKit會不斷對比Worker節點的2個狀態：期望狀態和實際狀態。當一個節點的這兩種狀態不一致時，SwarmKit會自動將服務中的任務調度到其他節點，以保證服務的正常運行。
　?。?）服務類型：目前SwarmKit支持兩種服務類型：
　　復制服務：SwarmKit通過命令行參數可以在Worker節點上啟動期望數量的服務實例，并通過調度策略合理地運行在不同的節點上。
　　全局服務：SwarmKit會在集群中所有可用節點上啟動一個任務。
　?。?）配置更新：用戶可以在任何時間對服務的一個或者多個配置進行更新，甚至更新整個服務的版本。在對某個服務執行完配置更新的命令后，SwarmKit會協調升級服務中的所有任務。默認策略是多個任務同時升級?，F有的更新策略有：并發更新和延遲更新。
　　并發更新：定義同時更新的任務數量，根據不同任務更新的實際結果來修正更新任務的最終狀態，達到狀態的一致。
　　延遲更新：設置一組更新完成之后的最小等待時間。當配置升級時，SwarmKit會重啟并等待任務變為運行狀態，并在延遲結束后繼續執行后續的更新；
　?。?）重啟策略：用戶可以定制重啟的條件、延遲和最大嘗試次數。SwarmKit會檢測任務狀態，并按照用戶定義的條件進行重啟，同時SwarmKit會決定是否在不同節點啟動任務，避免失效節點對服務產生影響。
　?。?）內置路由機制：負載均衡對大規模集群來說是非常重要的，SwarmKit的結合使得Docker Engine自身支持路由功能，而與原生ovelay網絡的結合，效果更加顯著。容器原生的負載均衡，無需額外的集群設置，就可以兼容用戶現有的負載均衡服務。通過IPVS與內核聯合，實現可靠的負載均衡。
　　集群管理
　　SwarmKit的集群管理主要有以下特點：
　?。?）狀態存儲：SwarmKit基于Raft算法在內存中維護集群的狀態一致性，并能夠在集群狀態發生異常時迅速作出調度調整；
　?。?）拓撲管理：SwarmKit支持通過API或者命令行方式來動態修改節點角色（Worker/Manager）；
　?。?）節點管理：操作者可以修改可用節點的狀態。例如可以設置節點狀態為Paused，以避免在該節點上創建新的任務；或者設置為Drained狀態，除了禁止創建新任務外，當前節點上的其他任務也會被調度到其他節點上。
　　任務調度
　　SwarmKit在任務調度上主要有以下特點：
　?。?）資源感知：SwarmKit能夠感知可用節點上的資源利用情況，并以此分配和執行任務。
　?。?）資源約束：用戶可以通過約束表達式，將任務調度到符合表達式的節點上。對節點的約束條件包括節點ID、名稱和標簽等。
　?。?）調度策略：目前SwarmKit默認采用Spread調度策略；在滿足約束條件和資源需求的前提下，盡可能地將任務調度到負載最低的節點。