Comprensión de la arquitectura Docker Swarm: una guía completa

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En el mundo de la orquestación de contenedores, Docker Swarm es un nombre que aparece con bastante frecuencia junto con otras herramientas destacadas como Kubernetes. Esto se debe a que Docker Swarm ofrece una solución de orquestación sencilla y fácil de implementar para contenedores Docker. En esta publicación de blog, profundizaremos en la arquitectura de Docker Swarm para comprender cómo organiza la implementación, el escalado y la administración de contenedores en un grupo de máquinas.

¿Qué es Docker Swarm?

Docker Swarm es una plataforma de orquestación de contenedores creada y administrada por Docker, Inc. Está diseñada para crear, implementar y administrar un grupo de nodos Docker en un enjambre. Un enjambre es un grupo de máquinas que ejecutan Docker y se unen en un clúster.

Componentes de la arquitectura Docker Swarm

Nodos

Docker Swarm utiliza el concepto de nodos para formar su arquitectura. Hay dos tipos de nodos:

  1. Nodos de administrador : estos nodos son responsables de la orquestación y gestión del clúster. Mantienen el estado del enjambre y programan los servicios.

  2. Nodos trabajadores : estos nodos ejecutan las tareas asignadas por los nodos administradores.

Servicios y Tareas

  • Servicio : Un servicio es la definición de las tareas a ejecutar en los nodos administrador o trabajador. Es un modelo de cómo deberían comportarse los contenedores Docker en producción.

  • Tarea : una tarea es un único contenedor Docker y sus comandos, que se ejecutan en el servicio.

Algoritmo de consenso de balsa

Los nodos administradores implementan el algoritmo de consenso Raft para mantener un estado consistente en todo el clúster. Esto garantiza que incluso si algunos de los nodos del administrador fallan, el enjambre continúa funcionando como se esperaba.

Malla de enrutamiento

Docker Swarm tiene una malla de enrutamiento incorporada que maneja el descubrimiento de servicios y el equilibrio de carga. Esto garantiza que todos los nodos que participan en Swarm puedan acceder a los servicios implementados, independientemente de si están ejecutando las tareas relevantes.

Tienda de objetos

Docker Swarm utiliza un almacén de objetos para almacenar de forma segura los detalles de configuración y las claves criptográficas necesarias para el clúster.

¿Cómo funciona?

  1. Inicialización y unión : el primer paso es inicializar un enjambre o unirse a uno existente. Los comandos docker swarm init y docker swarm join se utilizan para este propósito.

  2. Creación de servicio : el siguiente paso es crear un servicio usando el docker service create comando. Esto creará un servicio basado en una imagen de Docker y ejecutará la cantidad especificada de instancias (tareas) de esa imagen.

  3. Asignación de tareas : los nodos administradores asignan tareas a los nodos trabajadores según algoritmos de programación. Cada tarea representa un contenedor en ejecución del servicio.

  4. Escalado : puede ampliar o reducir el servicio mediante el docker service scale comando. Docker Swarm aumentará o disminuirá la cantidad de tareas para alcanzar el estado deseado.

  5. Descubrimiento de servicios y equilibrio de carga : Docker Swarm asigna automáticamente un nombre DNS a cada servicio y equilibra la carga de las solicitudes entre todas las tareas que pertenecen a ese servicio.

  6. Autorreparación y conmutación por error : si un nodo o contenedor falla, los nodos del administrador redistribuirán las tareas entre los nodos activos restantes.

  7. Actualizaciones y reversiones : Docker Swarm admite actualizaciones y reversiones continuas. Puede actualizar la imagen de Docker o las configuraciones de un servicio, y Docker Swarm actualizará las tareas de forma incremental sin tiempo de inactividad.

Beneficios de la arquitectura Docker Swarm

  1. Simplicidad : Docker Swarm es conocido por su simplicidad. Puede inicializar un enjambre e implementar una aplicación multiservicio con solo unos pocos comandos.

  2. Escalabilidad : escale fácilmente su aplicación horizontalmente agregando más tareas o servicios.

  3. Alta disponibilidad : las capacidades de conmutación por error integradas garantizan que su aplicación esté disponible incluso si algunos de sus nodos no lo están.

  4. Integración : al ser del mismo ecosistema, Docker Swarm ofrece una integración perfecta con Docker CLI y Docker Compose.

  5. Seguridad : proporciona cifrado TLS automatizado entre los nodos para una transmisión de datos segura.

Conclusión

Docker Swarm ofrece una forma elegante y sencilla de gestionar un grupo de contenedores Docker. Si bien puede que no ofrezca tantas funciones como otras herramientas de orquestación como Kubernetes, su simplicidad y facilidad de uso la convierten en una opción sólida para implementaciones más pequeñas o para equipos que recién comienzan con la orquestación de contenedores. Comprender su arquitectura puede ayudarle a aprovechar al máximo sus implementaciones de Swarm.



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