Docker Swarmは、Dockerコンテナのネイティブクラスタリングツールで、Dockerノードのクラスタを1つの仮想システムとして管理することができます。
このチュートリアルでは、CentOS 7上で3ノードのDocker Swarmクラスタを構成する方法をステップバイステップで説明します。
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必要条件
- CentOS 7をインストールした3台のAlibabaクラウドインスタンス。そのうち1台のサーバーがManagerノードとして動作し、2台のサーバーがWorkerノードとして動作します。
- すべてのインスタンスに固定IPアドレスを設定しています。ここでは、Managerノードに192.168.0.102、Workerノード1に192.168.0.103、Workerノード2に192.168.0.104のIPアドレスを使用します。
アリババクラウドECSインスタンスの起動
まず、https://ecs.console.aliyun.com/?spm=a3c0i.o25424en.a3.13.388d499ep38szxAlibaba Cloud ECS Consoleにログインします。新しいECSインスタンスを作成し、少なくとも2GBのRAMを搭載したオペレーティングシステムとしてCentOS 7を選択します。ECSインスタンスに接続し、rootユーザーとしてログインします。
CentOS 7インスタンスにログインしたら、以下のコマンドを実行して、ベースシステムを最新の利用可能なパッケージでアップデートします。
yum update -y
はじめに
始める前に、各ノードがホスト名で通信できるように、各ノードの/etc/hostsファイルを設定しておく必要があります。
以下のように各ノードの/etc/hostsファイルを更新します。
nano /etc/hosts
192.168.0.102 managernode
192.168.0.103 workernode1
192.168.0.104 workernode2
保存して終了したらファイルを閉じます。
次に、/etc/hostsファイルの通りに各ノードのhostnameを設定する必要があります。
以下のコマンドを各ノードで1つずつ実行することで行うことができます。
管理者ノード
hostnamectl set-hostname managernode
Worker node1
hostnamectl set-hostname workernode1
Worker node2
hostnamectl set-hostname workernode2
Dockerエンジンのインストール
次に、すべてのノードにDocker Community Editionをインストールする必要があります。デフォルトでは、最新版のDocker CEはCentOS 7のリポジトリにはありません。そのため、Docker CEのリポジトリをシステムに追加する必要があります。
これは以下のコマンドを全ノードで実行することで行うことができます。
wget https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo - O /etc/yum.repos.d/docker.repo
Dockerリポジトリをインストールしたら、以下のコマンドを実行してDocker CEをインストールします。
yum install docker-ce -y
次にDockerサービスを起動し、以下のコマンドで起動時に起動できるようにします。
systemctl start docker
systemctl enable docker
ファイアウォールの設定
次に、スウォームクラスタが正常に動作するためには、ファイアウォール上のポート7946、4789、2376、2377、および80を開く必要があります。
すべてのノードで以下のコマンドを実行します。
firewall-cmd --permanent --add-port=2376/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=2377/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=7946/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=7946/udp
firewall-cmd --permanent --add-port=4789/udp
最後に、ファイアウォールとDockerサービスをリロードして、すべての変更を適用します。
firewall-cmd --reload
systemctl restart docker
Swarmを作成する
次に、Managerノードで Swarmを初期化する必要があります。これはdocker swarm initコマンドを実行することで行うことができます。このコマンドを実行することで、ノードをManagerノードにしてIPをアドバタイズします。
docker swarm init --advertise-addr 192.168.0.102
以下のような出力が表示されるはずです。
Swarm initialized: current node (viwovkb0bk0kxlk98r78apopo) is now a manager.
To add a worker to this swarm, run the following command:
docker swarm join --token SWMTKN-1-3793hvb71g0a6ubkgq8zgk9w99hlusajtmj5aqr3n2wrhzzf8z- 1s38lymnir13hhso1qxt5pqru 192.168.0.102:2377
To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.
注: 上記の出力のトークンを覚えておいてください。これは、後でworkerノードをManagerノードに結合するために使用します。
Swarmクラスタの状態を確認するには、以下のコマンドを使用します。
docker info
出力します。
Containers: 0
Running: 0
Paused: 0
Stopped: 0
Images: 0
Server Version: 17.12.0-ce
Storage Driver: devicemapper
Pool Name: docker-253:0-618740-pool
Pool Blocksize: 65.54kB
Base Device Size: 10.74GB
Backing Filesystem: xfs
Udev Sync Supported: true
Data file: /dev/loop0
Metadata file: /dev/loop1
Data loop file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data
Metadata loop file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/metadata
Data Space Used: 11.8MB
Data Space Total: 107.4GB
Data Space Available: 3.817GB
Metadata Space Used: 581.6kB
Metadata Space Total: 2.147GB
Metadata Space Available: 2.147GB
Thin Pool Minimum Free Space: 10.74GB
Deferred Removal Enabled: true
Deferred Deletion Enabled: true
Deferred Deleted Device Count: 0
Library Version: 1.02.140-RHEL7 (2017-05-03)
Logging Driver: json-file
Cgroup Driver: cgroupfs
Plugins:
Volume: local
Network: bridge host macvlan null overlay
Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file logentries splunk syslog
Swarm: active
NodeID: viwovkb0bk0kxlk98r78apopo
Is Manager: true
ClusterID: ttauawqrc8mmd0feluhcr1b0d
Managers: 1
Nodes: 1
Orchestration:
Task History Retention Limit: 5
Raft:
Snapshot Interval: 10000
Number of Old Snapshots to Retain: 0
Heartbeat Tick: 1
Election Tick: 3
Dispatcher:
Heartbeat Period: 5 seconds
CA Configuration:
Expiry Duration: 3 months
Force Rotate: 0
Autolock Managers: false
Root Rotation In Progress: false
Node Address: 192.168.0.102
Manager Addresses:
192.168.0.102:2377
Runtimes: runc
Default Runtime: runc
Init Binary: docker-init
containerd version: 89623f28b87a6004d4b785663257362d1658a729
runc version: b2567b37d7b75eb4cf325b77297b140ea686ce8f
init version: 949e6fa
Security Options:
seccomp
Profile: default
Kernel Version: 3.10.0-693.11.1.el7.x86_64
Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
OSType: linux
Architecture: x86_64
CPUs: 1
Total Memory: 1.102GiB
Name: centOS-7
ID: DN4N:BHHJ:6DJ7:SZPG:FJJC:XP6T:23R4:CESK:E5PO:SJ6B:BOST:HZQ5
Docker Root Dir: /var/lib/docker
Debug Mode (client): false
Debug Mode (server): false
Registry: https://index.docker.io/v1/
Labels:
Experimental: false
Insecure Registries:
127.0.0.0/8
Live Restore Enabled: false
また、以下のコマンドでクラスタ内のノードの一覧を確認することができます。
docker node ls
出力します。
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
viwovkb0bk0kxlk98r78apopo * centOS-7 Ready Active Leader
Worker ノードを Manager ノードに結合する
これでManagerノードの準備は完了です。次に、WorkerノードをManagerノードに追加する必要があります。
以下のように両方のWorkerノードでdocker swarm joinコマンドを実行することで行うことができます。
docker swarm join --token SWMTKN-1-3793hvb71g0a6ubkgq8zgk9w99hlusajtmj5aqr3n2wrhzzf8z-1s38lymnir13hhso1qxt5pqru 192.168.0.102:2377
出力します。
This node joined a swarm as a worker.
Managerノードで、以下のコマンドを実行して、ノードがアクティブかどうか、ノードの状態を確認します。
docker node ls
すべてがうまくいった場合は、以下のような出力が表示されるはずです。
ID HOSTNAME STATUS AVAILABILITY MANAGER STATUS
viwovkb0bk0kxlk98r78apopo * managernode Ready Active Leader
yf6nb2er69pydlp6drijdfmwd workernode1 Ready Active
yyavdslji7ovmw5fd3v7l62g8 workernode2 Ready Active
いつでも参加トークンを失った場合。Managerノードで以下を実行することで取得できます。
docker swarm join-token manager -q
Docker Swarmモードでサービスをデプロイする
Docker Swarmクラスタの準備が整いました。いよいよSwarm Modeでサービスをデプロイします。ここでは、Docker Swarm Modeで3つのコンテナでWebサーバサービスをデプロイします。
Managerノードで以下のコマンドを実行して、Webサーバサービスを起動します。
docker service create -p 80:80 --name webservice --replicas 3 httpd
出力します。
bky6uhg2agdxeqgc2b1a5tcsm
overall progress: 3 out of 3 tasks
1/3: running [==================================================>]
2/3: running [==================================================>]
3/3: running [==================================================>]
verify: Service converged
上記のコマンドでwebserviceという名前のサービスを作成し、dockerイメージのhttpdからコンテナを起動します。
ここで、以下のコマンドでサービスの状態を一覧表示して確認することができます。
docker service ls
出力します。
ID NAME MODE REPLICAS IMAGE PORTS
bky6uhg2agdx webservice replicated 3/3 httpd:latest *:80->80/tcp
docker service ps webservice
出力します。
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR PORTS
xsa5wb0eg2ln webservice.1 httpd:latest managernode Running Running about a minute ago
3sbscs7m9lnh webservice.2 httpd:latest workernode2 Running Running about a minute ago
yao2m5wi54kz webservice.3 httpd:latest workernode2 Running Running about a minute ago
ApacheのWebサービスは3つのノードに分散されていますので、以下のように好きなWebブラウザを使ってWorkerノードとManagerノードのいずれかにアクセスすることで、Webサーバにアクセスすることができます。
http://192.168.0.102
http://192.168.0.103
http://192.168.0.104
コンテナのセルフヒーリング
docker スウォームモードの重要な機能の一つに、コンテナの自己修復があります。コンテナがダウンした場合、同じノードでも別のノードでも自動的に再起動されます。
コンテナのセルフヒーリング機能をテストするために、workernode2からコンテナを外して、新しいコンテナが起動するかどうかを見てみましょう。
始める前に、コンテナを削除するにはコンテナIDが必要です。Workernode2上で以下のコマンドを実行することでコンテナIDをリストアウトすることができます。
docker ps
出力します。
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
0dfc71537e18 httpd:latest "httpd-foreground" 9 minutes ago Up 9 minutes 80/tcp webservice.3.yao2m5wi54kzs7iskefupuq6a
9b01b0a55cb7 httpd:latest "httpd-foreground" 9 minutes ago Up 9 minutes 80/tcp webservice.1.xsa5wb0eg2ln5bud1sbjf9e9e
では、以下のコマンドを実行してID 9b01b0a55cb7のコンテナを削除します。
docker rm 9b01b0a55cb7 -f
ここで、Service from Managerノードを確認し、新しいコンテナが起動されているかどうかを確認します。
docker service ps webservice
下図のように、1つのコンテナが失敗し、別のコンテナがworkernode2上で起動していることがわかるはずです。
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR PORTS
z1spatkk1jj7 webservice.1 httpd:latest workernode2 Running Preparing 29 seconds ago
xsa5wb0eg2ln \_ webservice.1 httpd:latest workernode2 Shutdown Failed 30 seconds ago "task: non-zero exit (137)"
また、要件に応じてコンテナをスケールアップしたり、スケールダウンしたりすることもできます。例えば、Managerノードで以下のコマンドを使用して、Webサービスのコンテナを3から5にスケールアップすることができます。
docker service create -p 80:80 --name webservice --replicas 5 httpd
Managerノードで以下のコマンドを実行することで、Webサービスの状態を確認できます。
docker service ps webservice
出力します。
ID NAME IMAGE NODE DESIRED STATE CURRENT STATE ERROR PORTS
xsa5wb0eg2ln webservice.1 httpd:latest managernode Running Running about 10 minutes ago
3sbscs7m9lnh webservice.2 httpd:latest workernode2 Running Running about 10 minutes ago
yao2m5wi54kz webservice.3 httpd:latest workernode2 Running Running about 10 minutes ago
dfg2mswa52sf webservice.4 httpd:latest workernode1 Running Running about 15 seconds ago
kah1j5hs14as webservice.5 httpd:latest workernode1 Running Running about 15 seconds ago
上記の出力では、workernode1で2つの新しいインスタンスが起動されていることがわかります。
サーバーの保護
Dockerノードのクラスタをセットアップした後は、セキュリティの追加レイヤーを提供することでサーバを保護することをお勧めします。監視機能とファイアウォール機能の両方を備えたセキュリティソリューションを導入するのが良いでしょう。
Alibaba Cloud Web Application Firewall（WAF）は、SQLインジェクション、クロスサイトスクリプティング（XSS）、悪意のあるボット、コマンド実行の脆弱性、その他の一般的なWeb攻撃を含むWebベースの攻撃からの保護を提供するために使用することができます。WAFは、多数の悪意のあるアクセス試行をフィルタリングし、サーバー上のハイパーテキスト転送プロトコル（HTTP）/HTTPセキュア（HTTPS）フラッド攻撃によるパフォーマンスへの影響を緩和します。
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