Docker Swarm

🐋 Apa itu Docker Swarm?

Docker Swarm adalah fitur orchestration bawaan Docker yang digunakan untuk mengelola dan menjalankan container dalam cluster (sekumpulan server).

Jika Docker biasa menjalankan container di 1 mesin, maka Docker Swarm memungkinkan:

• Menjalankan container di banyak mesin (node).
• High availability.
• Load balancing.
• Scaling otomatis.
• Self-healing (container mati → otomatis dibuat ulang).

🏗 Konsep Dasar Arsitektur

Dalam Docker Swarm ada beberapa komponen utama:

1️⃣ Node

Node adalah server yang tergabung dalam cluster.

Ada 2 jenis node:

• Manager Node

  • Mengelola cluster.
  • Menyimpan state cluster.
  • Mengatur scheduling container.
  • Leader election (Raft consensus).

• Worker Node

  • Hanya menjalankan container.
  • Tidak mengatur cluster.

2️⃣ Service

Service adalah definisi container yang ingin dijalankan di cluster.

docker service create --replicas 3 nginx

Artinya:

• Jalankan 3 container nginx
• Jika 1 mati → otomatis dibuat ulang

3️⃣ Task

Task adalah instance container yang dijalankan oleh service.

4️⃣ Overlay Network

Docker Swarm menggunakan overlay network untuk komunikasi antar node. Container di node berbeda tetap bisa saling berkomunikasi seolah-olah satu LAN.

📊 Ilustrasi Topologi Swarm

Ilustrasi kita memiliki 3 Node (Manager, Worker 1 dan Worker 2) dengan masing-masing IP Address yang berbeda:

                [ Manager Node ]
                  192.168.33.10
                       │
          ─────────────────────────
          │                        │
    [ Worker 1 ]             [ Worker 2 ]
    192.168.33.11            192.168.33.12

Jika kita deploy:

docker service create --replicas 4 nginx

Maka 4 container akan tersebar otomatis ke worker node.

🔁 Cara Kerja High Availability

Misalnya:

• Worker 1 mati
• 2 container hilang

Manager akan:

• Mendeteksi kegagalan
• Menjalankan ulang container di Worker 2

Ini disebut self-healing orchestration.

⚙️ Fitur Utama

• ✅ Built-in load balancing
• ✅ Rolling update
• ✅ Auto restart container
• ✅ Secret management
• ✅ Scaling service
• ✅ Encrypted cluster communication

📦 Perbandingan dengan Kubernetes

Perbandingan dengan ☸️ Kubernetes:

Aspek	Docker Swarm	Kubernetes
Kompleksitas	Mudah	Kompleks
Setup	Sangat cepat	Butuh konfigurasi banyak
Learning curve	Rendah	Tinggi
Enterprise scale	Terbatas	Sangat besar
Popularitas	Menurun	Sangat dominan

🎯 Kapan Menggunakan Docker Swarm?

Cocok jika:

• Ingin cluster sederhana
• Tidak butuh kompleksitas Kubernetes
• Infrastruktur kecil–menengah
• Untuk lab, riset, atau small production

🔥 Contoh Implementasi

Contoh implementasi Docker Swarm menggunakan Vagrant (Bisa diganti dengan Virtual Manchine seperi VMWare, Virtualbox dll) dengan membuat cluster lab lokal (1 manager + 2 worker).

Contoh ini cocok untuk:

• Lab DevOps
• Simulasi distributed system

🎯 Arsitektur Lab

Kita akan membuat 3 VM:

VM	Role	IP
node1	Manager	192.168.33.10
node2	Worker	192.168.33.11
node3	Worker	192.168.33.12

Semua VM berbasis:

• Alpine Linux

Virtualisasi menggunakan:

• Vagrant
• Provider: VirtualBox

Cluster orchestration:

• Docker Swarm

🏗 Struktur Folder

swarm-cluster/
│
├── manager/
│   └── Vagrantfile
│
├── worker1/
│   └── Vagrantfile
│
└── worker2/
    └── Vagrantfile

1️⃣ Vagrantfile – Manager

📁 manager/Vagrantfile

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "generic/alpine319"
  config.vm.hostname = "manager"
  config.vm.network "private_network", ip: "192.168.33.10"

  config.vm.provider "virtualbox" do |vb|
    vb.memory = 1024
    vb.cpus = 1
  end

  config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
    apk update
    apk add docker
    rc-update add docker boot
    service docker start
    adduser vagrant docker
  SHELL
end

2️⃣ Vagrantfile – Worker 1

📁 worker1/Vagrantfile

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "generic/alpine319"
  config.vm.hostname = "worker1"
  config.vm.network "private_network", ip: "192.168.33.11"

  config.vm.provider "virtualbox" do |vb|
    vb.memory = 1024
    vb.cpus = 1
  end

  config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
    apk update
    apk add docker
    rc-update add docker boot
    service docker start
    adduser vagrant docker
  SHELL
end

3️⃣ Vagrantfile – Worker 2

📁 worker2/Vagrantfile

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.box = "generic/alpine319"
  config.vm.hostname = "worker2"
  config.vm.network "private_network", ip: "192.168.33.12"

  config.vm.provider "virtualbox" do |vb|
    vb.memory = 1024
    vb.cpus = 1
  end

  config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
    apk update
    apk add docker
    rc-update add docker boot
    service docker start
    adduser vagrant docker
  SHELL
end

🚀 Cara Menjalankan

Jalankan masing-masing secara terpisah:

cd manager
vagrant up

cd ../worker1
vagrant up

cd ../worker2
vagrant up

---

🧠 Inisialisasi Swarm

1️⃣ Masuk ke Manager

cd manager
vagrant ssh

Inisialisasi swarm:

docker swarm init --advertise-addr 192.168.33.10

Token akan keluar, copy token worker.

tip

Terkadang ada kasus dimana di beberapa environment Alpine Linux + VirtualBox, tidak otomatis diarahkan ke IPv4, sehingga manager MENOLAK koneksi TCP IPv4. Untuk mengatasi hal tersebut jalankan perintah dibawah ini untuk mengarahkan ke IPv4:

docker swarm init \
  --advertise-addr 192.168.56.10 \
  --listen-addr 0.0.0.0:2377

Value --listen-addr 0.0.0.0:2377 dapat di ubah dengan IP langsung --listen-addr 192.168.56.10:2377.

2️⃣ Join Worker

Masuk ke worker1:

cd worker1
vagrant ssh

Lalu:

docker swarm join --token <TOKEN> 192.168.33.10:2377

Ulangi di worker2.

🔍 Verifikasi

Di manager:

docker node ls

Harus muncul:

• manager → Leader
• worker1 → Ready
• worker2 → Ready

📦 Deploy Service

Di manager:

docker service create \
  --name web \
  --replicas 3 \
  -p 8080:80 \
  nginx:alpine

Cek distribusi:

docker service ps web

Cek node:

docker node ls

🔁 Uji Self-Healing

Matikan docker di worker:

service docker stop

Cek di manager:

docker service ps web

Swarm akan memindahkan container otomatis.

tip

Untuk melihat token yang ada manager jalankan perintah di bawah ini:

docker swarm join-token manager

Jika service docker di jalankan lagi pada worker jangan lupa cek di manager statusnya:

docker node ls

📈 Scale service yang sudah ada

Cek service:

docker service ls
docker service ps web

Scale service menjadi 3:

docker service scale web=3