Comprendere l'architettura Docker Swarm: una guida completa

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Nel mondo dell'orchestrazione dei container, Docker Swarm è un nome che compare abbastanza frequentemente insieme ad altri strumenti importanti come Kubernetes. Questo perché Docker Swarm offre una soluzione di orchestrazione semplice e facile da implementare per i contenitori Docker. In questo post del blog, approfondiremo l'architettura di Docker Swarm per comprendere come orchestra l'implementazione, il dimensionamento e la gestione dei container in un cluster di macchine.

Cos'è Docker Swarm?

Docker Swarm è una piattaforma di orchestrazione dei container creata e gestita da Docker, Inc. È progettata per creare, distribuire e gestire un cluster di nodi Docker in uno sciame. Uno sciame è un gruppo di macchine che eseguono Docker e unite in un cluster.

Componenti dell'architettura Docker Swarm

Nodi

Docker Swarm utilizza il concetto di nodi per formare la sua architettura. Esistono due tipi di nodi:

  1. Nodi gestori : questi nodi sono responsabili dell'orchestrazione e della gestione del cluster. Mantengono lo stato dello sciame e pianificano i servizi.

  2. Nodi di lavoro : questi nodi eseguono le attività inviate dai nodi manager.

Servizi e compiti

  • Servizio : un servizio è la definizione delle attività da eseguire sul gestore o sui nodi di lavoro. È un modello su come dovrebbero comportarsi i contenitori Docker in produzione.

  • Attività : un'attività è un singolo contenitore Docker e i relativi comandi, in esecuzione nel servizio.

Algoritmo di consenso della zattera

I nodi manager implementano l'algoritmo Raft Consensus per mantenere uno stato coerente in tutto il cluster. Ciò garantisce che anche se alcuni nodi manager falliscono, lo sciame continua a funzionare come previsto.

Maglia di instradamento

Docker Swarm dispone di una mesh di routing integrata che gestisce l'individuazione dei servizi e il bilanciamento del carico. Ciò garantisce che tutti i nodi che partecipano allo Swarm possano accedere ai servizi distribuiti, indipendentemente dal fatto che stiano eseguendo le attività rilevanti.

Negozio di oggetti

Docker Swarm utilizza un archivio oggetti per archiviare in modo sicuro i dettagli di configurazione e le chiavi crittografiche richieste per il cluster.

Come funziona?

  1. Inizializzazione e unione : il primo passo è inizializzare uno sciame o unirsi a uno esistente. A questo scopo vengono utilizzati i comandi docker swarm init e . docker swarm join

  2. Creazione del servizio : il passaggio successivo è creare un servizio utilizzando il docker service create comando. Ciò creerà un servizio basato su un'immagine Docker ed eseguirà il numero specificato di istanze (attività) di quell'immagine.

  3. Assegnazione delle attività : i nodi manager assegnano attività ai nodi di lavoro in base ad algoritmi di pianificazione. Ogni attività rappresenta un contenitore in esecuzione del servizio.

  4. Ridimensionamento : è possibile aumentare o diminuire il servizio utilizzando il docker service scale comando. Docker Swarm aumenterà o diminuirà il numero di attività per raggiungere lo stato desiderato.

  5. Individuazione dei servizi e bilanciamento del carico : Docker Swarm assegna automaticamente un nome DNS a ciascun servizio e bilancia il carico delle richieste tra tutte le attività appartenenti a quel servizio.

  6. Autoguarigione e failover : se un nodo o un contenitore si guasta, i nodi gestori ridistribuiranno le attività tra i restanti nodi attivi.

  7. Aggiornamenti e rollback : Docker Swarm supporta aggiornamenti e rollback in sequenza. Puoi aggiornare l'immagine Docker o le configurazioni per un servizio e Docker Swarm aggiornerà in modo incrementale le attività senza tempi di inattività.

Vantaggi dell'architettura Docker Swarm

  1. Semplicità : Docker Swarm è noto per la sua semplicità. Puoi inizializzare uno sciame e distribuire un'applicazione multiservizio in pochi comandi.

  2. Scalabilità : ridimensiona facilmente la tua applicazione in senso orizzontale aggiungendo più attività o servizi.

  3. Disponibilità elevata : le funzionalità di failover integrate garantiscono che la tua applicazione sia disponibile anche se alcuni dei tuoi nodi non lo sono.

  4. Integrazione : essendo dello stesso ecosistema, Docker Swarm offre un'integrazione perfetta con Docker CLI e Docker Compose.

  5. Sicurezza : fornisce la crittografia TLS automatizzata tra i nodi per una trasmissione sicura dei dati.

Conclusione

Docker Swarm offre un modo elegante e semplice per gestire un cluster di contenitori Docker. Anche se potrebbe non offrire tante funzionalità quanto altri strumenti di orchestrazione come Kubernetes, la sua semplicità e facilità d'uso lo rendono una scelta solida per distribuzioni più piccole o per i team che hanno appena iniziato con l'orchestrazione dei contenitori. Comprenderne l'architettura può aiutarti a ottenere il massimo dalle tue distribuzioni Swarm.



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