多容器应用与编排——AI教你学Docker
2.2 多容器应用与编排
现代应用通常由多个服务（如 Web、数据库、缓存等）组成，每个服务运行在独立的容器里。如何高效管理、协调、扩展、升级这些多容器应用，成为容器化实践的核心。容器编排工具（如 Docker Compose、Swarm、Kubernetes）正是为此而生。
一、Compose：本地/开发环境多容器编排
1. 概述
- Docker Compose 是用于定义和运行多容器 Docker 应用的工具。
- 通过
docker-compose.yml文件，描述服务、网络、卷、依赖等，实现“一键部署”。 - 适合开发、测试、单机环境下的多容器协作。
2. 基本用法
示例：Web + Redis Compose 文件
version: '3'
services:web:image: myweb:v1ports:- "8080:80"depends_on:- redisredis:image: redis:latestvolumes:- redisdata:/data
volumes:redisdata:
- 启动所有服务：
docker compose up -d - 停止/移除：
docker compose down - 查看日志：
docker compose logs -f - 适合：本地开发、多服务集成测试、CI 环境
二、Swarm：原生 Docker 集群编排
1. 概述
- Docker Swarm 是 Docker 官方内置的集群和服务编排方案。
- 支持多主机容器调度、服务发现、负载均衡、自动恢复。
- 轻量级、易上手，兼容 Compose 格式。
2. 基本功能
- 节点管理：Swarm 集群由“管理节点”和“工作节点”组成。
- 服务部署：
docker service create ...部署分布式服务 - 负载均衡：服务自动分配到多个节点，流量均衡分发
- 滚动升级、自动恢复
3. 常用命令
docker swarm init # 初始化管理节点
docker swarm join ... # 工作节点加入集群
docker service create ... # 创建服务
docker service scale web=3 # 扩展副本数
docker node ls # 查看集群节点
- 适合：中小型集群、对 Docker 生态集成要求高的场景
三、Kubernetes（K8s）：云原生标准编排
1. 概述
- Kubernetes（K8s） 是当前最流行的开源容器编排平台，发源于 Google。
- 提供自动部署、扩展、服务发现、负载均衡、滚动升级、自愈、配置/密钥管理等强大功能。
- 支持大规模生产集群、混合云、弹性伸缩、服务治理等高级需求。
2. 基本概念
- Pod：最小调度单元，通常封装一个或多个紧密协作的容器
- Deployment：部署和管理无状态应用，支持副本、升级、回滚
- Service：服务发现与负载均衡
- ConfigMap/Secret：配置和敏感信息管理
- Namespace：资源隔离
3. 示例 Deployment YAML
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: myweb
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: mywebtemplate:metadata:labels:app: mywebspec:containers:- name: webimage: myweb:v1ports:- containerPort: 80
- 应用部署：
kubectl apply -f deployment.yaml - 查看服务：
kubectl get pods,svc - 适合：生产级集群、云原生、DevOps、微服务架构
四、三者对比与选型建议
| 特性 | Compose | Swarm | Kubernetes |
|---|---|---|---|
| 适用场景 | 单机开发、测试 | 小型生产、Docker原生集群 | 大型生产、云原生 |
| 集群管理 | 不支持 | 内置（Swarm模式） | 完善（多组件协作） |
| 服务发现 | 内部DNS、外部端口映射 | 内置 | 强大且可扩展 |
| 扩容/自愈 | 手动 | 自动 | 自动、策略丰富 |
| 配置与密钥管理 | 基本支持 | 基本支持 | 高级（ConfigMap/Secret） |
| 社区生态 | 官方，活跃 | 官方，逐渐淡出 | 最活跃，云原生标准 |
| 复杂度 | 低 | 中 | 高 |
五、最佳实践
- 开发/测试：推荐 Compose 简化环境搭建，快速集成多服务。
- 生产/小集群：可用 Swarm，部署简单，易于运维。
- 大规模、云原生、复杂微服务：优选 Kubernetes，配合 Helm、Operator、CI/CD 实现自动化管理。
- 持续交付：结合流水线自动生成并部署 Compose/K8s YAML，提高效率与一致性。
六、补充工具
- Helm：Kubernetes 的包管理器，便于复用、发布和管理复杂应用模板。
- Kustomize：声明式管理 K8s 配置差异。
- Kompose：支持将 Compose 文件自动转换为 K8s 资源清单。
七、参考资料
- Docker Compose 官方文档
- Docker Swarm 官方文档
- Kubernetes 官方文档
- Helm 项目主页