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@zembutsu(Masahito Zembutsu)inさくらインターネット株式会社

Docker 1.12 ハンズオン資料 (JAWS-UGコンテナ支部)

Last updated at Posted at 2016-08-03
1 / 54

誰？

Topics

  • ハンズオン概要
  • swarm モードの基本的概念
  • 手順

概要と目的

Docker 1.12 から組み込まれた swarm モードを試します。

  • ３台のノードでクラスタを構築します
  • クラスタ上で、Nginx サービス（コンテナ）を起動
  • スケールアップ・ダウンや、ルーティング・メッシュ、ローリング・アップデート、自動復旧までの流れをコマンドを実行しながら理解

swarm mode

swarm-mode-1.png

swarm-mode-2.png

swarm-mode-3.png

swarm-mode-4.png

swarm-mode-5.png

ハンズオン

注意事項

Docker Engine 1.12 (GA) 現在の情報に基づいています。バージョンが変わった場合、コマンド体系や挙動が変わる場合がありますので、ご注意願います。

1. 環境構築編

1.1 概要

1.1.1 準備する環境と役割

３台のノード（インスタンス／仮想サーバ）を準備します。それぞれ異なる役割があります。

manager （マネージャ）はクラスタのサービスの受け入れと、タスクの割り振りを行います。 worker （ワーカ）はマネージャからの命令を受け取り、タスク（としてのコンテナ）を実行します。

名前 役割
node1 manager, worker
node2 worker
node3 worker

便宜上、それぞれ node1 node2 node3 と呼びます。

今回は manager が 1 台です。また、 3 台ともコンテナを実行する worker の役割です。設定により、3 台とも manager と worker を兼ねられますし、どれかをmanager 専用にすることも可能です。

1.1.2 ハンズオン環境

セキュリティグループで、次の接続を許可する必要があります。

  • SSH 22(TCP) SSH ログイン用
  • HTTP80(TCP) 動作確認用
  • 2377(TCP) クラスタ管理の通信用
  • 7496(TCP,UDP) ノード間の通信用
  • 4789(TCP,UDP) オーバレイ・ネットワークの通信

1.2. 環境の準備

1.2.1. インスタンスの準備

  • ステップ６：セキュリティグループの設定
  • セキュリティグループの割り当て： 新しいセキュリティグループを作成する docker-swarm
  • SSH TCP 22 マイIP
  • HTTP TCP 80 任意の場所
  • カスタム TCP ルール 2377
  • カスタム TCP/UDP ルール 4789
  • カスタム TCP/UDP ルール 7946
  • 作成

1.2.3. ログイン

各サーバに ubuntu ユーザでログインします。

ssh ubuntu@<ip>

or

ssh -l ubuntu <ip>

1.3. Docker 1.12 のインストール

以下のコマンドを実行すると、ディストリビューションに対応したリポジトリとパッケージをセットアップします。

curl -sSL https://get.docker.com/ | sh
sudo usermod -aG docker ubuntu

sudo docker を実行しなくても、 docker コマンドを有効にする設定をしました。ログアウト再ログインすると有効になります。

1.4 動作確認

docker ps と docker version コマンドを実行し、どちらもエラーが出ないことを確認します。

$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES

$ docker version
Client:
 Version:      1.12.0
 API version:  1.24
 Go version:   go1.6.3
 Git commit:   8eab29e
 Built:        Thu Jul 28 22:11:10 2016
 OS/Arch:      linux/amd64

Server:
 Version:      1.12.0
 API version:  1.24
 Go version:   go1.6.3
 Git commit:   8eab29e
 Built:        Thu Jul 28 22:11:10 2016
 OS/Arch:      linux/amd64

正常であれば、サーバの情報も表示します。

2. クラスタ構築編

Docker の swarm （クラスタ）を構築し、nginx サービスを起動します。ここでは zembutsu/docker-sample-nginx イメージを使います（Dockerfile, source repo）。

  • nginx:latest イメージがベース
  • コンテナ ID を表示する index.html
  • SSI を有効化する Nginx 設定ファイル（default.conf）

準備

これまでクラスタ構築用の環境を準備してきました。コンソール画面（ターミナル）を４つ開き、各サーバにログインします。node1(manager) は２つログインしておきます。

2.1. swarm クラスタの構築

node1(manager) で、次のコマンドを実行します。ハンズオン中は起動したままにします。

watch -n 1 'echo "$ docker node ls"; docker node ls; echo; echo "$ docker service ls"; docker service ls; echo ; echo "$ docker service ps mynginx"; docker service ps mynginx'

これは watch コマンドで、以下のコマンドを毎秒実行します。

  • docker node ls … swarm クラスタ上のノード一覧と、状態を表示
  • docker service ls … クラスタ上のサービス一覧を表示
  • docker service ps mynginx … mynginx サービスのタスク（コンテナ）一覧を表示

実行時はまだ swarm を構成していないため、次のようにエラーメッセージが画面に表示されます。

$ docker node ls
Error response from daemon: This node is not a swarm manager. Use "docker swarm init" or "docker swa
rm join" to connect this node to swarm and try again.

$ docker service ls
Error response from daemon: This node is not a swarm manager. Use "docker swarm init" or "docker swa
rm join" to connect this node to swarm and try again.

$ docker service ps mynginx
Error response from daemon: This node is not a swarm manager. Use "docker swarm init" or "docker swa
rm join" to connect this node to swarm and try again.

2.1.1. クラスタの初期化

node1(manager) でコマンド docker swarm init --listen-addr <プライベートIP>:2377 を実行します。しばらく待つと、次のような画面が表示されますので、 To add a worker to .... の docker swarm join コマンドをエディタ等にコピーします。

実行例
 docker swarm init --listen-addr 10.0.0.11:2377
Swarm initialized: current node (931rg7ls3uqvj4kzzp7tdjmp9) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:
    docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-5rhptp943t9khjc4mvuez2pq7n3q39fny5r7ambgxgnzr36v4o-7pl78zmpe7uue8fnyt3sqdywo \
    10.0.0.11:2377

To add a manager to this swarm, run the following command:
    docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-5rhptp943t9khjc4mvuez2pq7n3q39fny5r7ambgxgnzr36v4o-3hcqutifxpnv5wr15p0ychv5g \
    10.0.0.11:2377

正常に認識されると、ノード一覧は次のような画面になります。1台のノードが MANAGER として Active （有効）になっているのが分かります。

watch
$ docker node ls
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
931rg7ls3uqvj4kzzp7tdjmp9 *  ip-10-0-0-11  Ready   Active        Leader

$ docker service ls
ID  NAME  REPLICAS  IMAGE  COMMAND

$ docker service ps mynginx
Error: No such service: mynginx

docker info コマンドでもクラスタの情報を確認できます。

$ docker info
（省略）
Swarm: active
 NodeID: 931rg7ls3uqvj4kzzp7tdjmp9
 IsManager: Yes
 Managers: 1
 Nodes: 1

ここでは node1 自身がマネージャ（ IsManager: Yes ）であり、現時点ではマネージャが１つ、ノードが１つと分かります。特に指定しなければ、

次に、 node2 node3 をクラスタに追加します。

2.1.2. ノードの追加①

node2(worker) をクラスタに追加します。 node2 上で直前に控えた swarm join コマンドを実行します。※皆さんの環境によってトークンが異なるため、このまま貼り付けても実行できません。

実行例
docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-5rhptp943t9khjc4mvuez2pq7n3q39fny5r7ambgxgnzr36v4o-7pl78zmpe7uue8fnyt3sqdywo \
    10.0.0.11:2377

正常に認識されると、ノード一覧は次のような画面になります。

watch
$ docker node ls
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
931rg7ls3uqvj4kzzp7tdjmp9 *  ip-10-0-0-11  Ready   Active        Leader
cjofpj3ga0n32elf99gxs16ha    ip-10-0-0-13  Ready   Active

$ docker service ls
ID  NAME  REPLICAS  IMAGE  COMMAND

$ docker service ps mynginx
Error: No such service: mynginx

2.1.3. ノードの追加②

node3(worker) をクラスタに追加します。 node3 で控えておいた swarm join コマンドを実行します。

実行例
docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-5rhptp943t9khjc4mvuez2pq7n3q39fny5r7ambgxgnzr36v4o-7pl78zmpe7uue8fnyt3sqdywo \
    10.0.0.11:2377

正常に認識されると、ノード一覧に３つのノードが表示されます。

これで今回の環境が整いました。

watch
$ docker node ls
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
39h0ngc66hwydtviaietjmapc    ip-10-0-0-12  Ready   Active
931rg7ls3uqvj4kzzp7tdjmp9 *  ip-10-0-0-11  Ready   Active        Leader
cjofpj3ga0n32elf99gxs16ha    ip-10-0-0-13  Ready   Active

$ docker service ls
ID  NAME  REPLICAS  IMAGE  COMMAND

$ docker service ps mynginx
Error: No such service: mynginx

2.2. サービスの作成と変更

2.2.1. サービスの作成

swarm モード上でコンテナを実行するには docker service create コマンドを使います。このコマンドを実行できるのはマネージャ・ノードの node1 上のみです。

$ docker service create --replicas <タスク数> \
    --name <サービス名> \
    -p <公開ポート>:<コンテナのポート> \
    <イメージ名>:<タグ>

ここでは Nginx コンテナでコンテナ ID を表示する zembutsu/docker-sample-nginx:1.0 イメージを使います。

Nginx イメージを起動するため node1(manager) で次の docker service create コマンドを実行します。

node1(manager)
docker service create --replicas 1 --name mynginx -p 80:80 zembutsu/docker-sample-nginx:1.0
  • サービスを作成する docker service create はマネージャ上でのみ実行可能
  • --replicas 1 は、起動するタスクの期待状態（desired state）を 1 に指定
  • --name mynginx はサービス名の定義
  • -p 80:80 はパブリック・ネットワークのポート 80 をコンテナの 80 にマッピング
  • zembutsu/docker-sample-nginx:1.0 は起動するイメージとタグ

次のようにサービスが追加され、タスクとしてのコンテナが実行されるのが分かります。

watch
ID            NAME     REPLICAS  IMAGE                             COMMAND
d4832nzhk6ht  mynginx  1/1       zembutsu/docker-sample-nginx:1.0

$ docker service ps mynginx
ID                         NAME       IMAGE                             NODE          DESIRED STATE
 CURRENT STATE          ERROR
eo0nxwwje5nx5jynfv9vssv1f  mynginx.1  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0  ip-10-0-0-11  Running
 Running 2 minutes ago

タスクはコンテナの実行単位であり、注目すべきは CURRENT STATE （現在の状態）と DESIRED STATE （期待状態）です。コマンド時刻時、 --replicas 1 を指定したのは、このサービスは指定したイメージを常時１つ実行するという意味があります。しかし、実際にはイメージのダウンロードや起動に時間がかかるため、今どのような状況にあるかが CURRENT STATE に表示されます（ Preparing -> Starting --> Running と遷移）。

また、 docker servie ls の REPLICAS も同様です。タスク数が 0/1 （現在の数/期待数）から 1/1 に変わります。

2.2.2. コンテナの確認

この例ではホスト ip-10-0-0-11 （node1) でタスク（コンテナ）を実行しています。node1 で docker ps を実行すると、コンテナが実行中なのが分かります。

ubuntu@ip-10-0-0-11:~$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                              COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
e9c2ab0f4782        zembutsu/docker-sample-nginx:1.0   "nginx -g 'daemon off"   8 minutes ago       Up 8 minutes        80/tcp, 443/tcp     mynginx.1.eo0nxwwje5nx5jynfv9vssv1f

2.2.3. ルーティング・メッシュの確認

この状態で、ブラウザあるいはから node1 (manager) の **パブリック IP ** にアクセスします。正常に応答があれば、次のようにコンテナ ID の情報が確認できます。

ubuntu@ip-10-0-0-11:~$ curl http://54.199.232.181
<html>
<body>
        <h1>Host: e9c2ab0f4782</h1>
</body>
</html>

同様に

  • node2 (worker) のパブリック IP
  • node3 (worker) のパブリック IP

でもアクセスを試み、同じコンテナ ID の情報が表示されることを確認します。
sawrm クラスタ上のどのパブリック IP にアクセスしても、ルーティング・メッシュにより、自動的にタスク（コンテナ）を実行しているノード（この例では node1 ）に通信が経路付けされます。

2.2.4. サービスの変更

サービスの状態を変更するには docker service update コマンドを使います。

実行中の nginx コンテナの数を 3 に増やし、サービスを分散します。 サービスの状態を更新するには docker service update --replicas 3 mynginx を実行します。

$ docker service update --replicas 3 mynginx
mynginx

コマンドを実行してしばらくすると、タスクが３つに増えるのが確認できます。

$ docker service ls
ID            NAME     REPLICAS  IMAGE                             COMMAND
d4832nzhk6ht  mynginx  3/3       zembutsu/docker-sample-nginx:1.0

$ docker service ps mynginx
ID                         NAME       IMAGE                             NODE          DESIRED STATE
 CURRENT STATE           ERROR
eo0nxwwje5nx5jynfv9vssv1f  mynginx.1  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0  ip-10-0-0-11  Running
 Running 16 minutes ago
2v1scy4uojwnn3qd6tmtdkpp1  mynginx.2  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0  ip-10-0-0-12  Running
 Running 22 seconds ago
8kxqhzytt54pn2c3uktt6jmrx  mynginx.3  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0  ip-10-0-0-13  Running
 Running 2 seconds ago

この例では Preparing (準備中)に時間がかかりますが、各ノード上に Docker イメージをダウンロードしているからです。イメージのダウンロード後は迅速にコンテナを開始できるようになるため、開始までのタイムラグを短縮したい場合は、あらかじめ各ノード上にイメージをダウンロード（ docker pull ）しておくのがおすすめです。

また、swarm モードはデフォルトで spread（スプレッド；拡散の意味）ストラテジが適用されるため、各コンテナは全てのノードで均等に起動しようと（実行中コンテナの数が釣り合うように）します。

2.2.5. 負荷分散(ingress loadbalancing)の再確認

この状態で、再びサーバ側のホストに curl またはブラウザでアクセスすると、コンテナIDが毎回切り替わります。各ノード上のコンテナは ingress という名前のオーバレイ・ネットワークでつながっています。そして、サービスに対するアクセスは、各タスク（コンテナ）に対して自動的に負荷分散します。

curl やブラウザの接続先を node1 だけでなく、 node2 や node-03 で実行しても、負荷分散されるのを確認します。

$ curl http://54.238.132.234
<html>
<body>
        <h1>Host: 76998bac246c</h1>
</body>
</html>
$ curl http://54.238.132.234
<html>
<body>
        <h1>Host: bba7788e2a0e</h1>
</body>
</html>
$ curl http://54.238.132.234
<html>
<body>
        <h1>Host: e9c2ab0f4782</h1>
</body>
</html>

2.3. ローリング・アップデート

docker service update はタスク数の変更だけでなく、実行中のイメージの差し替えも可能です。具体的には起動中のコンテナを停止し、新しいイメージのダウンロードと起動を自動的に行います。

先ほどの mynginx サービスが使うイメージのタグを 1.0 から latest に切り替えます。

$ docker service update \
    --update-delay 5s \
    --update-parallelism 1 \
    --image zembutsu/docker-sample-nginx:latest \
    mynginx
  • --update-delay ノードごとの更新タイミングの遅延指定
  • --update-arallelism 並列に処理するノード数

暫く待つと、順番にタグ 1.0 のコンテナが停止し、自動的にタグ latest のイメージに切り替わります。

$ docker service ls
ID            NAME     REPLICAS  IMAGE                                COMMAND
d4832nzhk6ht  mynginx  3/3       zembutsu/docker-sample-nginx:latest

$ docker service ps mynginx
ID                         NAME           IMAGE                                NODE          DESIRED
 STATE  CURRENT STATE            ERROR
6x7my3c1q7w3msgq7u67bv6kx  mynginx.1      zembutsu/docker-sample-nginx:latest  ip-10-0-0-12  Running
        Running 27 seconds ago
eo0nxwwje5nx5jynfv9vssv1f   \_ mynginx.1  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0     ip-10-0-0-11  Shutdow
n       Shutdown 29 seconds ago
29sccuc76n5lxos9wek8vqcpj  mynginx.2      zembutsu/docker-sample-nginx:latest  ip-10-0-0-13  Running
        Running 44 seconds ago
2v1scy4uojwnn3qd6tmtdkpp1   \_ mynginx.2  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0     ip-10-0-0-12  Shutdow
n       Shutdown 47 seconds ago
0avnz6ghafe34uae2zwwoesgo  mynginx.3      zembutsu/docker-sample-nginx:latest  ip-10-0-0-12  Running
        Running 36 seconds ago
8kxqhzytt54pn2c3uktt6jmrx   \_ mynginx.3  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0     ip-10-0-0-13  Shutdow
n       Shutdown 38 seconds ago

curl やブラウザで確認すると、表示結果には新しく Version: 1.1 の文字列が入っているのが分かります。

2.4. 障害自動復旧

swarm モードのサービスは、常に期待状態(desire state)を維持し続けます。そのため、あるノードで障害が起これば、自動的に別ノードで追加タスクを実行しなおす仕組みが働きます。

ここでは node3 上の Docker Engine を停止します。

ubuntu@ip-10-0-0-13:~$ sudo systemctl stop docker
```

----

しばらく待つと、自動的に ``node3`` の状態が停止 ``Down`` となります。

```
$ docker node ls
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
39h0ngc66hwydtviaietjmapc    ip-10-0-0-12  Ready   Active
931rg7ls3uqvj4kzzp7tdjmp9 *  ip-10-0-0-11  Ready   Active        Leader
cjofpj3ga0n32elf99gxs16ha    ip-10-0-0-13  Down    Active
```

----

``REPLICAS`` が一時的に ``2/3`` になりますが、自動的に別ノードでタスク（コンテナ）が実行されるため、最終的には ``3/3`` に戻ります。

```
$ docker service ls
ID            NAME     REPLICAS  IMAGE                                COMMAND
d4832nzhk6ht  mynginx  3/3       zembutsu/docker-sample-nginx:latest

$ docker service ps mynginx
ID                         NAME           IMAGE                                NODE          DESIRED
 STATE  CURRENT STATE               ERROR
6x7my3c1q7w3msgq7u67bv6kx  mynginx.1      zembutsu/docker-sample-nginx:latest  ip-10-0-0-12  Running
        Running 3 minutes ago
eo0nxwwje5nx5jynfv9vssv1f   \_ mynginx.1  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0     ip-10-0-0-11  Shutdow
n       Shutdown 3 minutes ago
9rs1pjqmeru0s84f0nsdy1ha1  mynginx.2      zembutsu/docker-sample-nginx:latest  ip-10-0-0-11  Running
        Running about a minute ago
29sccuc76n5lxos9wek8vqcpj   \_ mynginx.2  zembutsu/docker-sample-nginx:latest  ip-10-0-0-13  Shutdow
n       Running 3 minutes ago
2v1scy4uojwnn3qd6tmtdkpp1   \_ mynginx.2  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0     ip-10-0-0-12  Shutdow
n       Shutdown 3 minutes ago
0avnz6ghafe34uae2zwwoesgo  mynginx.3      zembutsu/docker-sample-nginx:latest  ip-10-0-0-12  Running
        Running 3 minutes ago
8kxqhzytt54pn2c3uktt6jmrx   \_ mynginx.3  zembutsu/docker-sample-nginx:1.0     ip-10-0-0-13  Shutdow
n       Shutdown 3 minutes ago
```

----

ノードに復旧させるには ``sudo systemctl start docker`` を実行します。

----

## 2.5. サービスの削除

サービスを削除するには ``docker service rm <サービス名>`` を実行します。ここでは ``mynginx`` サービスを削除します。

```
ubuntu@ip-10-0-0-11:~$ docker service rm mynginx
mynginx
```

----

サービス一覧からも、消えているのが分かります。

```
$ docker service ls
ID  NAME  REPLICAS  IMAGE  COMMAND

$ docker service ps mynginx
Error: No such service: mynginx
```

----

# 3. クラスタの離脱と削除

## 3.1. クラスタから離脱

クラスタからノードを自動削除するには、ノード上で ``docker swarm leave`` コマンドを実行します。 ワーカの ``node2`` と ``node3``  上でコマンドを実行します。

```bash
$ docker swarm leave
Node left the swarm.
```

これで ``node2``  と ``node3``  上の Docker エンジンは swarm モードではなくなりました

----

マネージャの ``node1`` には次のノード情報が残っています。

```
$ docker node ls
ID                           HOSTNAME      STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
39h0ngc66hwydtviaietjmapc    ip-10-0-0-12  Down    Active
931rg7ls3uqvj4kzzp7tdjmp9 *  ip-10-0-0-11  Ready   Active        Leader
cjofpj3ga0n32elf99gxs16ha    ip-10-0-0-13  Down    Active
```

----

この状態では管理情報が ``manager`` 上に残っています。最終的に情報を削除するには、 ``manager`` 上で ``docker node rm <ノードID>`` コマンドを実行します。

```
ubuntu@ip-10-0-0-11:~$ docker node rm 39h0ngc66hwydtviaietjmapc
39h0ngc66hwydtviaietjmapc
ubuntu@ip-10-0-0-11:~$ docker node rm cjofpj3ga0n32elf99gxs16ha
cjofpj3ga0n32elf99gxs16ha
```

----

## 3.2. クラスタの削除

最後に残った ``node1`` のマネージャ情報を削除するには ``docker swarm leave --force`` コマンドを実行します。

```
$ docker swarm leave --force
Node left the swarm.
```

----

これですべてのクラスタが解放されました。

```
$ docker node ls
Error response from daemon: This node is not a swarm manager. Use "docker swarm init" or "docker swa
rm join" to connect this node to swarm and try again.
```

----

# 4. 最後に

* インスタンス環境の削除をお願いいたします。

おつかれさまでした^^

----

  
## さらに詳しく

* 【参考訳】Docker 1.12 が一般利用版（GA）に · Pocketstudio Technology Log
 * https://pocketstudio.net/2016/07/30/docker-1-12-goes-ga-translate/

* Swarm モード概要 — Docker-docs-ja 1.12.RC ドキュメント
 * http://docs.docker.jp/engine/swarm/index.html
* Docker 1.12: swarm モードと Ingress Load Balancing 概要 · Pocketstudio Technology Log
 * https://pocketstudio.net/2016/06/23/docker-1-12-swarm-mode-and-ingress-load-balancing/
* Docker 1.12 & Swarm Mode Introduction ～ Docker の新しい技術と swarm モードの紹介
 * http://www.slideshare.net/zembutsu/docker-112-rc-introduction-to-swarm-mode
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