Docker Swarm: Orkestrasi Kontainer Ringan untuk Skala Kecil hingga Menengah

1. Pendahuluan

Jika Anda sudah familiar dengan Docker, Anda mungkin tahu betapa powerful-nya kontainer dalam mengemas aplikasi dan dependensinya. Namun, menjalankan satu kontainer di satu server hanyalah permulaan. Bagaimana jika Anda perlu menjalankan beberapa kontainer, mendistribusikannya ke banyak server, memastikan aplikasi Anda selalu tersedia (highly available), dan bisa diskalakan dengan mudah? Di situlah orkestrasi kontainer berperan.

Orkestrasi kontainer menjadi tulang punggung infrastruktur modern, terutama untuk aplikasi microservices. Ketika berbicara tentang orkestrasi, nama Kubernetes seringkali menjadi yang pertama terlintas di pikiran. Kubernetes memang luar biasa kuat dan menjadi standar industri untuk skalabilitas dan kompleksitas tinggi. Namun, kekuatan itu datang dengan kurva pembelajaran yang curam dan overhead operasional yang tidak sedikit.

Bayangkan Anda memiliki tim kecil, atau proyek dengan kebutuhan skalabilitas yang moderat, di mana Anda ingin mendapatkan manfaat orkestrasi kontainer tanpa harus berinvestasi besar dalam mempelajari dan mengelola Kubernetes yang kompleks. Di sinilah Docker Swarm bersinar! ✨

Docker Swarm adalah solusi orkestrasi kontainer bawaan dari Docker Inc. yang dirancang untuk kesederhanaan dan kemudahan penggunaan. Ia memungkinkan Anda mengubah sekumpulan host Docker menjadi “swarm” (sekumpulan node) yang terpadu, di mana Anda dapat dengan mudah menyebarkan, mengelola, dan menskalakan aplikasi kontainer Anda. Artikel ini akan membawa Anda menyelami Docker Swarm, memahami kapan ia menjadi pilihan yang tepat, dan bagaimana Anda bisa mulai menggunakannya.

2. Apa itu Docker Swarm?

Pada intinya, Docker Swarm adalah native clustering solution untuk Docker. Ini mengubah kumpulan mesin host Docker menjadi satu virtual Docker host yang besar. Anda dapat menggunakan perintah Docker standar yang sudah Anda kenal untuk menyebarkan aplikasi ke swarm ini.

Konsep Dasar Swarm

Swarm terdiri dari dua jenis node:

Manager Nodes: Node manager berfungsi sebagai “otak” swarm. Mereka mengelola orkestrasi dan pemeliharaan swarm. Ini termasuk menjadwalkan layanan (service) ke node worker, menjaga keadaan swarm, dan melakukan tugas-tugas administratif. Untuk high availability dan toleransi kesalahan, direkomendasikan memiliki lebih dari satu node manager (biasanya 3 atau 5 untuk konfigurasi quorum).
Worker Nodes: Node worker adalah “pekerja” yang menjalankan kontainer aplikasi Anda. Mereka menerima tugas dari node manager dan menjalankan kontainer sesuai instruksi.

📌 Analogi: Bayangkan Anda adalah seorang kontraktor (node manager) yang memiliki beberapa pekerja (node worker) di lokasi konstruksi. Anda memberikan tugas (menjalankan kontainer) kepada pekerja, dan mereka melaksanakannya. Jika satu pekerja sakit, Anda bisa mengalihkan tugasnya ke pekerja lain.

Ketika Anda membuat atau bergabung dengan swarm, Docker secara otomatis mengaktifkan mode swarm untuk daemon Docker pada node tersebut. Komunikasi antar node dienkripsi untuk keamanan.

3. Mengapa Memilih Docker Swarm?

Pertanyaan yang sering muncul adalah: “Mengapa harus Docker Swarm jika ada Kubernetes?” Jawabannya terletak pada kesederhanaan dan kemudahan penggunaan.

✅ Kelebihan Docker Swarm:

Integrasi Native dengan Docker: Jika Anda sudah menggunakan Docker dan Docker Compose, transisi ke Docker Swarm akan terasa sangat alami. Anda menggunakan perintah docker yang sama, hanya saja dengan sub-perintah swarm atau service.
Sederhana untuk Setup dan Manajemen: Membangun swarm hanya membutuhkan beberapa perintah. Tidak ada banyak komponen eksternal yang perlu dikonfigurasi seperti di Kubernetes.
Kurva Pembelajaran yang Lebih Rendah: Bagi developer yang baru mengenal orkestrasi kontainer, Docker Swarm jauh lebih mudah dipahami dan dikuasai daripada Kubernetes.
Ringan dan Efisien: Docker Swarm memiliki jejak sumber daya yang lebih kecil, membuatnya cocok untuk lingkungan dengan sumber daya terbatas atau proyek yang tidak memerlukan kompleksitas Kubernetes.
Built-in Load Balancing: Swarm memiliki load balancing DNS dan routing mesh yang terintegrasi, yang memudahkan akses ke layanan Anda di seluruh node.
Rolling Updates: Anda dapat memperbarui layanan tanpa downtime, karena Swarm akan mengganti kontainer lama dengan yang baru secara bertahap.

❌ Kapan Docker Swarm mungkin bukan pilihan terbaik?

Skala Sangat Besar dan Kompleksitas Tinggi: Untuk aplikasi dengan ribuan kontainer, kebutuhan orkestrasi yang sangat canggih, dan fitur enterprise-grade, Kubernetes masih menjadi raja.
Ekosistem yang Lebih Kecil: Ekosistem alat dan integrasi di sekitar Docker Swarm tidak sebesar Kubernetes.
Fitur Lanjutan: Swarm tidak memiliki fitur canggih seperti Helm Charts yang sangat kompleks, Custom Resource Definitions (CRDs), atau manajemen storage yang seadvan Kubernetes.

💡 Ingat: Tidak semua proyek membutuhkan “palu godam” Kubernetes. Terkadang, “obeng listrik” Docker Swarm sudah lebih dari cukup dan jauh lebih efisien.

4. Membangun Swarm Pertama Anda

Mari kita coba membuat Docker Swarm sederhana. Anda membutuhkan setidaknya dua mesin (bisa VM, server fisik, atau bahkan Docker Desktop yang mendukung Swarm).

Skenario: Kita akan memiliki satu node manager dan satu node worker.

Langkah 1: Inisialisasi Swarm pada Node Manager

Pilih satu mesin sebagai node manager. Di mesin tersebut, jalankan perintah berikut:

docker swarm init --advertise-addr <IP_MANAGER_NODE>

Ganti <IP_MANAGER_NODE> dengan alamat IP dari mesin manager Anda (misalnya, 192.168.1.100).
Perintah ini akan menginisialisasi swarm dan menjadikan mesin tersebut sebagai node manager.

Outputnya akan seperti ini:

Swarm initialized: current node (abcdef12345) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join --token SWMTKN-1-abcdef1234567890abcdef1234567890-abcdef1234567890abcdef1234567890 <IP_MANAGER_NODE>:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

✅ Tips: Simpan perintah docker swarm join yang diberikan di output. Ini akan digunakan untuk menambahkan node worker.

Langkah 2: Tambahkan Node Worker ke Swarm

Di mesin lain yang akan menjadi node worker, jalankan perintah docker swarm join yang Anda dapatkan dari output docker swarm init:

docker swarm join --token SWMTKN-1-abcdef1234567890abcdef1234567890-abcdef1234567890abcdef1234567890 <IP_MANAGER_NODE>:2377

Setelah menjalankan perintah ini, mesin worker akan bergabung dengan swarm.

Langkah 3: Verifikasi Swarm

Kembali ke node manager, Anda bisa melihat status swarm dan node yang tergabung:

docker node ls

Outputnya akan menunjukkan node manager dan node worker Anda:

ID                            HOSTNAME            STATUS              AVAILABILITY        MANAGER STATUS      ENGINE VERSION
abcdef12345 *                 manager-node        Ready               Active              Leader              24.0.5
ghijkl67890                   worker-node         Ready               Active              <nil>               24.0.5

Selamat! Swarm Anda sudah siap. 🎉

5. Fitur-fitur Kunci Docker Swarm

Setelah swarm Anda berjalan, mari kita lihat bagaimana Anda bisa mengelola aplikasi. Di Docker Swarm, aplikasi didefinisikan sebagai services. Sebuah service adalah deskripsi bagaimana kontainer harus berjalan di swarm, termasuk image Docker yang digunakan, port, volume, dan jumlah replika (instances) yang diinginkan.

Menyebarkan Layanan (Deploying a Service)

Anda bisa menyebarkan service dengan perintah docker service create atau menggunakan file docker-compose.yml yang sudah Anda kenal dengan perintah docker stack deploy.

Contoh 1: Deploying a single service (Nginx)

docker service create --name my-web --publish published=80,target=80 --replicas 3 nginx:latest

--name my-web: Memberi nama service.
--publish published=80,target=80: Memetakan port 80 di host ke port 80 di kontainer.
--replicas 3: Menjalankan 3 instance dari kontainer Nginx.
nginx:latest: Image Docker yang akan digunakan.

Anda bisa melihat status service:

docker service ls

ID             NAME      MODE         REPLICAS   IMAGE          PORTS
s1a2b3c4d5e6   my-web    replicated   3/3        nginx:latest   *:80->80/tcp

Dan melihat task (kontainer) yang berjalan untuk service tersebut:

docker service ps my-web

ID             NAME        IMAGE          NODE          DESIRED STATE   CURRENT STATE         ERROR               PORTS
f1g2h3i4j5k6   my-web.1    nginx:latest   worker-node   Running         Running 5 seconds ago
l7m8n9o0p1q2   my-web.2    nginx:latest   manager-node  Running         Running 5 seconds ago
r3s4t5u6v7w8   my-web.3    nginx:latest   worker-node   Running         Running 5 seconds ago

Perhatikan bagaimana kontainer didistribusikan ke node manager dan worker secara otomatis.

Contoh 2: Deploying a multi-service application (Docker Stack)

Jika Anda memiliki aplikasi yang lebih kompleks dengan beberapa service (misalnya, web app, database, cache), Anda bisa menggunakan docker-compose.yml (sering disebut sebagai “stack file” dalam konteks Swarm).

Buat file docker-compose.yml:

version: '3.8'

services:
  web:
    image: my-custom-webapp:1.0
    ports:
      - "80:80"
    replicas: 3
    networks:
      - app-net
    depends_on:
      - db

  db:
    image: postgres:13
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
    environment:
      POSTGRES_DB: mydatabase
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: password
    replicas: 1
    networks:
      - app-net

networks:
  app-net:

volumes:
  db-data:

Kemudian deploy stack ini:

docker stack deploy -c docker-compose.yml myapp

myapp adalah nama stack Anda.
Perintah ini akan membuat web dan db sebagai service di swarm Anda.

Skalabilitas (Scaling Services)

Menskalakan service di Docker Swarm sangatlah mudah. Anda hanya perlu mengubah jumlah replika yang diinginkan:

docker service scale my-web=5

Swarm akan secara otomatis membuat 2 instance Nginx tambahan dan mendistribusikannya ke node yang tersedia.

Rolling Updates

Ketika Anda memperbarui image service, Docker Swarm akan melakukan rolling update:

docker service update --image nginx:1.23 my-web

Swarm akan mengganti kontainer lama dengan yang baru secara bertahap, memastikan aplikasi Anda tetap online selama proses update. Anda juga bisa mengontrol kecepatan update, jeda antar update, dan bagaimana Swarm bereaksi terhadap kegagalan.

Load Balancing & Routing Mesh

Salah satu fitur paling praktis dari Docker Swarm adalah routing mesh (disebut juga ingress mesh). Ini berarti Anda dapat mengakses setiap service dari node mana pun di swarm, bahkan jika kontainer service tersebut tidak berjalan di node tersebut. Swarm akan secara otomatis merutekan traffic ke kontainer service yang berjalan.

🎯 Contoh Konkret: Jika Anda memiliki service my-web yang berjalan di port 80, Anda bisa mengaksesnya dari IP node manager (192.168.1.100:80) atau IP node worker (192.168.1.101:80). Routing mesh akan memastikan permintaan Anda sampai ke salah satu instance my-web yang sedang berjalan.

6. Kapan Sebaiknya Menggunakan Docker Swarm?

Docker Swarm adalah pilihan yang sangat baik untuk skenario berikut:

Tim Kecil atau Startup: Ketika Anda membutuhkan orkestrasi kontainer tetapi tidak memiliki sumber daya atau waktu untuk mengelola kompleksitas Kubernetes.
Aplikasi Sederhana hingga Menengah: Aplikasi yang tidak memerlukan fitur orkestrasi yang sangat canggih, seperti web app, API backend, atau microservices dengan beberapa komponen.
Lingkungan Staging atau Pengembangan: Menyediakan lingkungan yang representatif untuk pengujian tanpa overhead yang besar.
Proyek dengan Sumber Daya Terbatas: Jika Anda menjalankan di server VPS dengan spesifikasi rendah atau ingin menghemat biaya cloud.
Transisi dari Docker Compose: Bagi yang sudah nyaman dengan Docker Compose, Swarm adalah langkah logis selanjutnya untuk produksi.
Proof-of-Concept (PoC): Untuk memvalidasi ide dengan cepat menggunakan kontainer yang terorkestrasi.

⚠️ Peringatan: Meskipun Docker Swarm sangat bagus untuk banyak kasus, penting untuk memahami batasannya. Jika proyek Anda tumbuh menjadi sangat besar, membutuhkan manajemen cluster yang sangat canggih, atau integrasi mendalam dengan ekosistem cloud, Anda mungkin perlu mempertimbangkan migrasi ke Kubernetes di masa depan. Namun, Swarm memberikan fondasi yang kokoh untuk memulai.

Kesimpulan

Docker Swarm menawarkan solusi orkestrasi kontainer yang elegan dan efisien, menjembatani kesenjangan antara penggunaan Docker Compose lokal dan kompleksitas penuh Kubernetes. Dengan kemudahan setup, integrasi native dengan ekosistem Docker, dan fitur-fitur penting seperti service discovery, load balancing, dan rolling updates, Swarm adalah pilihan yang tepat bagi developer dan tim yang mencari cara sederhana namun efektif untuk menyebarkan dan mengelola aplikasi kontainer di produksi.

Jadi, jika Anda sedang mencari solusi orkestrasi yang tidak membuat kepala pusing, cobalah Docker Swarm. Anda mungkin akan terkejut betapa cepat dan mudahnya Anda bisa mendapatkan aplikasi Anda berjalan dengan high availability dan skalabilitas!