docker自誕生以來，其容器特性以及映象特性給devops愛好者帶來了諸多方便。然而在很長的一段時間內，docker只能在單host上執行，其跨host的部署、執行與管理能力頗受外界詬病。跨host能力的薄弱，直接導致docker容器與host的緊耦合，這種情況下，docker容器的靈活性很難令人滿意，容器的遷移、分組等都成為很難實現的功能點。
swarm是docker公司在2023年12月初新發布的容器管理工具。和swarm一起發布的docker管理工具還有machine以及compose。
swarm是一套較為簡單的工具，用以管理docker集群，使得docker集群暴露給使用者時相當於乙個虛擬的整體。swarm使用標準的docker api介面作為其前端訪問入口，換言之，各種形式的docker client(dockerclient in go, docker_py, docker等)均可以直接與swarm通訊。swarm幾乎全部用go語言來完成開發，並且還處於乙個alpha版本，目前在github上發布的版本僅有v0.1.0-rc1。然而swarm的發展十分快速，功能和特性的變更迭代還非常頻繁。因此，可以說swarm還不推薦被用於生產環境中，但可以肯定的是swarm是一項很有前途的技術。
swarm的設計和其他docker專案一樣，遵循「batteries included but removable」原則。筆者對該原則的理解是：batteries included代表設計swarm時，為了完全體現分布式容器集群部署、執行與管理功能的完整性，swarm和docker協同工作，swarm內部包含了乙個較為簡易的排程模組，以達到對docker集群排程管理的效果；「but removable」意味著swarm與docker並非緊耦合，同時swarm中的排程模組同樣可以定製化，使用者可以按照自己的需求，將其替換為更為強大的排程模組，如mesos等。另外，這套管理引擎並未侵入docker的使用，這套機制也為其他容器技術的集群部署、執行與管理方式提供了思路。
swarm作為乙個管理docker集群的工具，首先需要將其部署起來，可以單獨將swarm部署於乙個節點。另外，自然需要乙個docker集群，集群上每乙個節點均安裝有docker。具體的swarm架構圖可以參照下圖：
圖2.1 swarm架構圖
swarm架構中最主要的處理部分自然是swarm節點，swarm管理的物件自然是docker cluster，docker cluster由多個docker node組成，而負責給swarm傳送請求的是docker client。
swarm架構圖可以讓大家對swarm有乙個初步的認識，比如swarm的具體工作流程：docker client傳送請求給swarm；swarm處理請求並傳送至相應的docker node；docker node執行相應的操作並返回響應。除此之外，swarm的工作原理依然還不夠明了。
深入理解swarm的工作原理，可以先從swarm提供的命令入手。swarm支援的命令主要有4個：swarm create、swarm manage、swarm join、swarm list。當然還有乙個swarm help命令，該命令用於指導大家如何正確使用swarm命令，本文不再贅述。
swarm中swarm create命令用於建立乙個集群標誌，用於swarm管理docker集群時，docker node的節點發現功能。
發起該命令之後，swarm會前往docker hub上內建的發現服務中獲取乙個全球唯一的token，用以唯一的標識swarm管理的docker集群。
注：swarm的執行需要使用服務發現，目前該服務內建與docker hub，該服務發現機制目前還在alpha版本，站點為： 。
swarm中swarm manage是最為重要的管理命令。一旦swarm manage命令在swarm節點上被觸發，則說明使用者需要swarm開始管理docker集群。從執行流程的角度來講，swarm經歷的階段主要有兩點：啟動swarm、接收並處理docker集群管理請求。
swarm啟動的過程包含三個步驟：
發現docker集群中的各個節點，收集節點狀態、角色資訊，並監視節點狀態的變化；
初始化內部排程（scheduler）模組；
建立並啟動api監聽服務模組；
第乙個步驟，swarm發現docker集群中的節點。發現（discovery）是swarm中用於維護docker集群狀態的機制。既然涉及到發現（discovery），那在這之前必須先有註冊（register）。swarm中有專門負責發現（discovery）的模組，而關於註冊（register）部分，不同的discovery模式下，註冊（register）也會有不同的形式。
目前，swarm中提供了5種不同的發現（discovery）機制：node discovery、file discovery、consul discovery、etcd discovery和zookeeper discovery。
第二個步驟，swarm內部的排程（scheduler）模組被初始化。swarm通過發現機制發現所有註冊的docker node，並收集到所有docker node的狀態以及具體資訊。此後，一旦swarm接收到具體的docker管理請求，swarm需要對請求進行處理，並通過所有docker node的狀態以及具體資訊，來篩選（filter）決策到底哪些docker node滿足要求，並通過一定的策略（strategy）將請求**至具體的乙個docker node。
第三個步驟，swarm建立並初始化api監聽服務模組。從功能的角度來講，可以將該模組抽象為swarm server。需要說明的是：雖然swarm server完全相容docker的api，但是有不少docker的命令目前是不支援的，畢竟管理docker集群與管理單獨的docker會有一些區別。當swarm server被初始化並完成監聽之後，使用者即可以通過docker client向swarm傳送docker集群的管理請求。
swarm的swarm manage接收並處理docker集群的管理請求，即是swarm內部多個模組協同合作的結果。請求入口為swarm server，處理引擎為scheduler，節點資訊依靠disocovery。
swarm的swarm join命令用於將docker node新增至swarm管理的docker集群中。從這點也可以看出swarm join命令的執行位於docker node，因此在docker node上執行該命令，首先需要在docker node上安裝swarm，由於該swarm只會執行swarm join命令，故可以將其當成docker node上用於註冊的agent模組。
功能而言，swarm join可以認為是完成docker node在swarm節點處的註冊（register）工作，以便swarm在執行swarm manage時可以發現該docker node。然而，上文提及的5種discovery模式中，並非每種模式都支援swarm join命令。不支援的discovery的模式有node discovery與file discovery。
docker node上swarm join執行之後，標誌著docker node向swarm註冊，請求加入swarm管理的docker集群中。swarm通過註冊資訊，發現docker node，並獲取docker node的狀態以及具體資訊，以便處理docker請求時作為排程依據。
swarm中的swarm list命令用以列舉docker集群中的docker node。
docker node的資訊均**於swarm節點上註冊的docker node。而乙個docker node在swarm節點上註冊，僅僅是註冊了docker node的ip位址以及docker監聽的埠號。
使用swarm list命令時，需要指定discovery的型別，型別包括：token、etcd、file、zk以及。而swarm list並未羅列docker集群的動態資訊，比如docker node真實的執行狀態，或者docker node在docker集群中扮演的角色資訊。
swarm的架構以及命令並沒有很複雜，同時也為希望管理docker集群的docker愛好者降低了學習和使用門檻。
俗話說得好，沒有一種一勞永逸的工具，有效的管理docker集群同樣也是如此。缺乏場景來談論swarm的價值，意義並不會很大。相反，探索和挖掘swarm的特點與功能，並為docker集群的管理提供一種可選的方案，是docker愛好者更應該參與的事。
本文初步介紹swarm，並涉及架構與命令，下期將帶來swarm的具體使用，以及swarm的架構剖析。
孫巨集亮，daocloud
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