Docker如何实现Linux服务编排

Docker实现Linux服务编排的核心工具
Docker生态中，Docker Compose（用于多容器应用编排）和Docker Swarm（用于容器集群管理）是Linux环境下实现服务编排的主要工具。两者均通过声明式配置简化了多容器应用的部署、管理与扩展，覆盖从开发环境到生产环境的不同需求。

一、Docker Compose：多容器应用编排工具

Docker Compose通过YAML格式的docker-compose.yml文件定义一组相关容器（服务），实现一键启动、停止、扩展及管理多容器应用，适用于开发、测试或小型生产环境。

1. 核心概念

• 服务（Service）：应用中的一个容器实例（如Nginx、MySQL），可定义镜像、环境变量、端口映射等属性。
• 项目（Project）：由docker-compose.yml文件定义的一组相关服务，构成一个完整的业务单元（如“博客系统”包含Web服务和数据库服务）。
• 网络与卷：Compose自动创建默认网络实现服务间通信，通过volumes配置实现数据持久化（避免容器删除后数据丢失）。

2. 安装步骤

在Linux系统上，通过以下命令快速安装Docker Compose：

# 下载最新版本二进制文件（替换为当前版本）
sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/2.21.0/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

# 赋予执行权限
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

# 验证安装（显示版本号即成功）
docker-compose --version

注：需提前安装Docker（sudo apt install docker.io或sudo yum install docker-ce）。

3. 编写docker-compose.yml文件

以“Nginx+MySQL”应用为例，docker-compose.yml文件结构如下：

version: '3.8'  # 指定Compose文件版本（兼容Docker引擎版本）
services:
  web:  # 服务1：Web服务（Nginx）
    image: nginx:latest  # 使用官方Nginx镜像
    ports:
      - "8080:80"  # 映射主机8080端口到容器80端口
    volumes:
      - ./web:/usr/share/nginx/html  # 挂载主机web目录到容器HTML目录（实现数据持久化）
    depends_on:  # 定义服务依赖（确保db服务先启动）
      - db

  db:  # 服务2：数据库服务（MySQL）
    image: mysql:5.7  # 使用MySQL 5.7镜像
    environment:  # 设置环境变量（配置数据库）
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example  # root用户密码
      MYSQL_DATABASE: mydb  # 创建默认数据库
      MYSQL_USER: user  # 创建普通用户
      MYSQL_PASSWORD: password  # 普通用户密码
    volumes:
      - ./data:/var/lib/mysql  # 挂载主机data目录到容器数据目录（持久化数据库文件）

注：depends_on仅保证服务启动顺序，不等待应用就绪（如MySQL完全启动），需结合健康检查（healthcheck）实现。

4. 常用命令

在docker-compose.yml文件所在目录执行以下命令：

# 启动所有服务（后台运行）
docker-compose up -d

# 查看运行中的服务状态
docker-compose ps

# 查看服务日志（实时输出）
docker-compose logs -f

# 停止并删除所有容器、网络、卷（彻底清理）
docker-compose down

# 重建服务（拉取最新镜像、重新构建）
docker-compose up -d --build

# 进入某个服务容器（如web服务）
docker-compose exec web bash

注：-d参数表示后台运行，--build用于强制重新构建镜像（如修改Dockerfile后）。

二、Docker Swarm：容器集群编排工具

Docker Swarm是Docker原生集群管理工具，可将多个Docker主机（Manager节点+Worker节点）组成一个集群，实现高可用、负载均衡、滚动更新等服务编排功能，适用于生产环境的大规模应用部署。

1. 核心概念

• 节点（Node）：集群中的Docker主机，分为Manager节点（管理集群状态）和Worker节点（运行容器）。
• 服务（Service）：集群中运行的应用服务，定义容器镜像、副本数量、端口映射等。
• 任务（Task）：服务在Worker节点上的具体执行实例（即一个容器）。
• Overlay网络：集群内跨节点的服务通信网络，支持DNS解析。

2. 初始化Swarm集群

在Manager节点上执行以下命令初始化集群（生成加入集群的Token）：

# 初始化Swarm（指定Manager节点IP，如192.168.1.100）
docker swarm init --advertise-addr 192.168.1.100

输出结果包含Worker节点加入Token（如docker swarm join --token SWMTKN-1-xxxx... 192.168.1.100:2377）。

3. 加入Worker节点

在Worker节点上执行Manager节点输出的docker swarm join命令，将节点加入集群：

docker swarm join --token SWMTKN-1-xxxx... 192.168.1.100:2377

注：需确保Worker节点与Manager节点网络互通（开放2377端口）。

4. 部署服务到Swarm集群

通过docker stack deploy命令部署应用（基于docker-compose.yml文件）：

# 部署服务（命名为myapp，使用当前目录下的docker-compose.yml文件）
docker stack deploy -c docker-compose.yml myapp

# 查看集群中运行的服务
docker service ls

# 查看某个服务的详细信息（如web服务）
docker service ps myapp_web

# 扩展服务副本数量（将web服务扩展到3个实例）
docker service scale myapp_web=3

注：docker stack deploy会自动创建Overlay网络、部署任务到Worker节点，并实现负载均衡（通过服务名称访问，如http://192.168.1.100:8080）。

5. 高可用特性

• Manager节点高可用：集群中可添加多个Manager节点（如3个），实现Leader选举（若Leader节点故障，自动选举新的Leader）。
• 服务容灾：Worker节点故障时，Swarm会自动将任务调度到其他健康节点，确保服务连续性。

三、工具选择建议

• Docker Compose：适合开发、测试环境或小型应用（如个人博客、测试API），无需集群管理，通过单条命令即可管理多容器应用。
• Docker Swarm：适合生产环境或大规模应用（如电商网站、微服务架构），需要高可用、负载均衡、滚动更新等功能，支持跨主机部署。

通过上述工具，Docker实现了Linux环境下服务编排的需求，简化了多容器应用的管理流程，提升了部署效率和可靠性。