SwarmKit功能介绍及主要特征

　Docker在6月7日发布了SwarmKit，随后在上周的DockerCon大会中发布Docker1.12版本，宣布SwarmKit引入编排功能，终于为用户解决容器的集群管理、分布式应用在容器集群上的编排管理的两大难点。
　　在SwarmKit的帮助下，我们得以将容器从只能部署在单一机器之上，升级为能够将多种复杂的容器应用广泛部署于大量设备当中。通过SwarmKit项目，使原生Docker Native即支持集群与分布式应用系统编排。
　　接下来我会从SwarmKit的整体架构、试用体验以及与其他容器管理软件整体上的比较，这三个方面进行分享。
　　SwarmKit功能介绍
　　SwarmKit项目是Docker公司的一个开源项目，主要用来提供容器集群以及编排能力。其主要功能包括节点发现、基于raft算法的一致性和任务调度等。
　　如下图所示，SwarmKit通过Containerd类似的方式接入Docker Engine，最终通过新的Docker API对外提供容器集群服务。
　　
　　整体架构
　　
　　目前来说SwarmKit还没有对外发布对于集群操作的API。但是，通过CLI的方式来进行集群的相关管理操作也是非常的简单。比如，通过在服务器上运行SwarmKit工具的swarmd命令后，即可将其加入到服务器集群中，是该服务器成为集群中的一个节点。SwarmKit的节点分为两类：
　　工作节点（Worker）：负责通过执行器运行任务。SwarmKit的默认执行器为Docker容器执行器（Docker Container Executor）。
　　（1）内建分布式存储，不要额外的数据库
　　（2）支持Rolling update
　　（3）容器高可用，支持Zero applicaton downtime
　　（4）通过TLS保证了节点之间通讯的安全
　　管理节点（Manager）：负责接收和响应用户请求，将集群状态调节到最终状态。在SwarmKit中，用户可以动态调整节点的角色，即在Manager和Worker之间转换。
　　主要特征
　　（1）服务状态一致性： SwarmKit会不断对比Worker节点的2个状态：期望状态和实际状态。当一个节点的这两种状态不一致时，SwarmKit会自动将服务中的任务调度到其他节点，以保证服务的正常运行。
　　（2）服务类型：目前SwarmKit支持两种服务类型：
　　复制服务：SwarmKit通过命令行参数可以在Worker节点上启动期望数量的服务实例，并通过调度策略合理地运行在不同的节点上。
　　全局服务：SwarmKit会在集群中所有可用节点上启动一个任务。
　　（3）配置更新：用户可以在任何时间对服务的一个或者多个配置进行更新，甚至更新整个服务的版本。在对某个服务执行完配置更新的命令后，SwarmKit会协调升级服务中的所有任务。默认策略是多个任务同时升级。现有的更新策略有：并发更新和延迟更新。
　　并发更新：定义同时更新的任务数量，根据不同任务更新的实际结果来修正更新任务的最终状态，达到状态的一致。
　　延迟更新：设置一组更新完成之后的最小等待时间。当配置升级时，SwarmKit会重启并等待任务变为运行状态，并在延迟结束后继续执行后续的更新；
　　（4）重启策略：用户可以定制重启的条件、延迟和最大尝试次数。SwarmKit会检测任务状态，并按照用户定义的条件进行重启，同时SwarmKit会决定是否在不同节点启动任务，避免失效节点对服务产生影响。
　　（5）内置路由机制：负载均衡对大规模集群来说是非常重要的，SwarmKit的结合使得Docker Engine自身支持路由功能，而与原生ovelay网络的结合，效果更加显著。容器原生的负载均衡，无需额外的集群设置，就可以兼容用户现有的负载均衡服务。通过IPVS与内核联合，实现可靠的负载均衡。
　　集群管理
　　SwarmKit的集群管理主要有以下特点：
　　（1）状态存储：SwarmKit基于Raft算法在内存中维护集群的状态一致性，并能够在集群状态发生异常时迅速作出调度调整；
　　（2）拓扑管理：SwarmKit支持通过API或者命令行方式来动态修改节点角色（Worker/Manager）；
　　（3）节点管理：操作者可以修改可用节点的状态。例如可以设置节点状态为Paused，以避免在该节点上创建新的任务；或者设置为Drained状态，除了禁止创建新任务外，当前节点上的其他任务也会被调度到其他节点上。
　　任务调度
　　SwarmKit在任务调度上主要有以下特点：
　　（1）资源感知：SwarmKit能够感知可用节点上的资源利用情况，并以此分配和执行任务。
　　（2）资源约束：用户可以通过约束表达式，将任务调度到符合表达式的节点上。对节点的约束条件包括节点ID、名称和标签等。
　　（3）调度策略：目前SwarmKit默认采用Spread调度策略；在满足约束条件和资源需求的前提下，尽可能地将任务调度到负载最低的节点。