Docker底层原理及源码分析 Docker 架构
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前言 Docker 简介 Docker 是 Docker 公司开源的一个基于轻量级虚拟化技术的容器引擎项目, 整个项目基于 Go 语言开发，并遵从 Apache 2.0 协议。目前，Docker 可以在容器内部快速自动化部署应用，并可以通过内核虚拟化技术(namespaces 及 cgroups 等)来提供容器的资源隔离与安全保障等。由于 Docker 通过操作系统层的虚拟化实现隔离，所以 Docker 容器在运行时，不需要类似虚拟机(VM)额外的操作系统开销，提高资源利用率，并且提升诸如 IO 等方面的性能。 由于众多新颖的特性以及项目本身的开放性，Docker 在不到两年的时间里迅速获得诸多厂商的青睐，其中更是包括 Google、Microsoft、VMware 等业界行业领导者。 Google 在今年六月份推出了 Kubernetes ，提供 Docker 容器的调度服务，而今年 8 月 Microsoft 宣布 Azure 上支持 Kubernetes ，随后传统虚拟化巨头VMware 宣布与Docker 强强合作。今年9 月中旬， Docker 更是获得 4000 万美元的 C 轮融资，以推动分布式应用方面的发展。 从目前的形势来看，Docker 的前景一片大好。本系列文章从源码的角度出发，详细介绍 Docker 的架构、Docker 的运行以及 Docker 的卓越特性。本文是 Docker 源码分析系列的第一篇——Docker 架构篇。 Docker 版本 本文关于 Docker 架构的分析都是基于 Docker 的源码与 Docker 相应版本的运行结果，其中 Docker 为最新的 1.2 版本。 Docker 架构分析内容目录 本文的目的是：在理解 Docker 源代码的基础上，分析 Docker 架构。分析过程中主要按照以下三个步骤进行：
Docker 总架构图 学习 Docker 的源码并不是一个枯燥的过程，反而可以从中理解 Docker 架构的设计原理。Docker 对使用者来讲是一个 C/S 模式的架构，而 Docker 的后端是一个非常松耦合的架构，模块各司其职，并有机组合，支撑 Docker 的运行。 在此，先附上 Docker 总架构，如图  Docker 总架构图 不难看出，用户是使用 Docker Client 与 Docker Daemon 建立通信，并发送请求给后者。 而 Docker Daemon 作为 Docker 架构中的主体部分，首先提供 Server 的功能使其可以接受 Docker Client 的请求;而后 Engine 执行 Docker 内部的一系列工作，每一项工作都是以一个 Job 的形式的存在。 Job 的运行过程中，当需要容器镜像时，则从 Docker Registry 中下载镜像，并通过镜像管理驱动 graphdriver 将下载镜像以 Graph 的形式存储;当需要为 Docker 创建网络环境时，通过网络管理驱动 networkdriver 创建并配置 Docker 容器网络环境;当需要限制 Docker 容器运行资源或执行用户指令等操作时，则通过 execdriver 来完成。 而 libcontainer 是一项独立的容器管理包，networkdriver 以及 execdriver 都是通过 libcontainer 来实现具体对容器进行的操作。 当执行完运行容器的命令后，一个实际的 Docker 容器就处于运行状态，该容器拥有独立的文件系统，独立并且安全的运行环境等。 Docker 架构内各模块的功能与实现分析 接下来，我们将从 Docker 总架构图入手，抽离出架构内各个模块，并对各个模块进行更为细化的架构分析与功能阐述。主要的模块有：Docker Client、Docker Daemon、Docker Registry、Graph、Driver、libcontainer 以及 Docker container。 Docker Client Docker Client 是 Docker 架构中用户用来和 Docker Daemon 建立通信的客户端。用户使用的可执行文件为 docker，通过 docker 命令行工具可以发起众多管理 container 的请求。 Docker Client 可以通过以下三种方式和 Docker Daemon 建立通信：tcp://host:port，unix://path_to_socket 和 fd://socketfd。为了简单起见，本文一律使用第一种方式作为讲述两者通信的原型。与此同时，与 Docker Daemon 建立连接并传输请求的时候，Docker Client 可以通过设置命令行 flag 参数的形式设置安全传输层协议 (TLS) 的有关参数，保证传输的安全性。 Docker Client 发送容器管理请求后，由 Docker Daemon 接受并处理请求，当 Docker Client 接收到返回的请求相应并简单处理后，Docker Client 一次完整的生命周期就结束了。当需要继续发送容器管理请求时，用户必须再次通过 docker 可执行文件创建 Docker Client。 Docker Daemon Docker Daemon 是 Docker 架构中一个常驻在后台的系统进程，功能是：接受并处理 Docker Client 发送的请求。该守护进程在后台启动了一个 Server，Server 负责接受 Docker Client 发送的请求;接受请求后，Server 通过路由与分发调度，找到相应的 Handler 来执行请求。 Docker Daemon 启动所使用的可执行文件也为 docker，与 Docker Client 启动所使用的可执行文件 docker 相同。在 docker 命令执行时，通过传入的参数来判别 Docker Daemon 与 Docker Client。 Docker Daemon 的架构，大致可以分为以下三部分：Docker Server、Engine 和 Job。Daemon 架构。  图Docker Daemon 架构示意图 Docker Server 在 Docker 架构中是专门服务于 Docker Client 的 server。该 server 的功能是：接受并调度分发 Docker Client 发送的请求。Docker Server 的架构如图 4.2。  图 4.2 Docker Server 架构示意图 （编辑：济宁站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
