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Docker引擎

Docker Engine是具有以下主要組件的客戶端-服務(wù)器應(yīng)用程序：

• 服務(wù)器是一種長期運行的程序，稱為守護程序進程（ dockerd命令）。

• REST API，它指定程序可以用來與守護程序進行通信并指示其操作的接口。

• 命令行界面- - （CLI）客戶端（docker命令）。

Docker架構(gòu)

Docker使用客戶端-服務(wù)器架構(gòu)。Docker 客戶端與Docker 守護進程進行對話，該守護進程完成了構(gòu)建，運行和分發(fā)Docker容器的繁重工作。Docker客戶端和守護程序可以 在同一系統(tǒng)上運行，或者您可以將Docker客戶端連接到遠程Docker守護程序。Docker客戶端和守護程序在UNIX套接字或網(wǎng)絡(luò)接口上使用REST API進行通信。

• Docker守護程序

Docker守護程序（dockerd）偵聽Docker API請求并管理Docker對象，例如鏡像，容器，網(wǎng)絡(luò)和卷。守護程序還可以與其他守護程序通信以管理Docker服務(wù)。

Docker是C/S架構(gòu)的程序，Docker的客戶端向守護進程發(fā)起請求，守護進程處理完成后返回結(jié)果。

Docker客戶端既可以在本地訪問守護進程，也可以遠程訪問守護進程。

• Docker客戶端

Docker客戶端（docker）是許多Docker用戶與Docker交互的主要方式。當您使用諸如之類的命令時docker run，客戶端會將這些命令發(fā)送到dockerd，以執(zhí)行這些命令。該docker命令使用Docker API。Docker客戶端可以與多個守護程序通信。

• Docker注冊表

Docker 注冊表存儲Docker映像。Docker Hub是任何人都可以使用的公共注冊表，并且Docker配置為默認在Docker Hub上查找映像。您甚至可以運行自己的私人注冊表。如果使用Docker數(shù)據(jù)中心（DDC），則其中包括Docker可信注冊表（DTR）。

使用docker pull或docker run命令時，所需的圖像將從配置的注冊表中提取。使用該docker push命令時，會將映像推送到配置的注冊表。

• Docker對象

1）Images（鏡像）：

Docker 鏡像（Image）就是一個只讀的創(chuàng)建 Docker 容器的模板。鏡像可以用來創(chuàng)建 Docker 容器，一個鏡像可以創(chuàng)建很多容器。

鏡像是容器的基石，容器基于鏡像啟動，鏡像就像是容器的源代碼，保存了用于容器啟動的各種條件。

鏡像是一個層疊的只讀文件系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如下

bootfs 引導(dǎo)文件系統(tǒng);

rootfs root文件系統(tǒng)，可以是一種或多種操作系統(tǒng)，如Ubuntu或CentOS，root文件系統(tǒng)永遠只能是只讀狀態(tài);

union mount 聯(lián)合加載技術(shù)，一次加載多個只讀文件系統(tǒng)到rootfs系統(tǒng)之上。在外圍看到的只是一個文件系統(tǒng)，聯(lián)合加載使各層文件系統(tǒng)疊加到一起，使最終的文件系統(tǒng)包含所有底層文件系統(tǒng)和目錄，這樣的文件系統(tǒng)就是鏡像。

一個鏡像可以放到另一個鏡像的頂部，位于下邊的鏡像叫做父鏡像，依次類推，最底部的鏡像叫做基礎(chǔ)鏡像，指的是rootfs

2）container（容器）：容器是鏡像的可運行實例，他們的關(guān)系就有點類似java中類和對象的關(guān)系。

通過鏡像啟動：容器是docker的執(zhí)行單元。

啟動和執(zhí)行：鏡像如果是構(gòu)建和打包階段，則容器是啟動和執(zhí)行階段

容器啟動過程：啟動時在鏡像的最頂層加一個可寫的文件系統(tǒng)，即可寫層。Docker中運行的程序就是在這個層中執(zhí)行的。docker第一次啟動一個容器時，可寫層是空的，當文件系統(tǒng)發(fā)生變化，都會應(yīng)用到這一層。如果想修改一個文件，該文件首先會從可讀寫層下邊的只讀層復(fù)制到該讀寫層，該文件的只讀版本依然存在，但是已經(jīng)被讀寫層中的該文件副本所隱藏。這個是docker的重要機制，寫時復(fù)制（copy on write）。

Docker 利用容器（Container）獨立運行的一個或一組應(yīng)用。容器是用鏡像創(chuàng)建的運行實例。

它可以被啟動、開始、停止、刪除。每個容器都是相互隔離的、保證安全的平臺。

可以把容器看做是一個簡易版的 Linux 環(huán)境（包括root用戶權(quán)限、進程空間、用戶空間和網(wǎng)絡(luò)空間等）和運行在其中的應(yīng)用程序

容器的定義和鏡像幾乎一模一樣，也是一堆層的統(tǒng)一視角，唯一區(qū)別在于容器的最上面那一層是可讀可寫的。

3）Registry（倉庫）: 是一個集中存儲和分發(fā)鏡像的服務(wù)。

倉庫（Repository）是集中存放鏡像文件的場所。

倉庫(Repository)和倉庫注冊服務(wù)器（Registry）是有區(qū)別的。倉庫注冊服務(wù)器上往往存放著多個倉庫，每個倉庫中又包含了多個鏡像，每個鏡像有不同的標簽（tag）。

倉庫分為公開倉庫（Public）和私有倉庫（Private）兩種形式。

最大的公開倉庫是 Docker Hub(https://hub.docker.com/)，

存放了數(shù)量龐大的鏡像供用戶下載。國內(nèi)的公開倉庫包括阿里云 、網(wǎng)易云 等

4）Client（客戶端）: 是Docker的用戶界面，可以接受用戶命令和配置標識，使用 Docker Api與 Docker 的守護進程（daemon）通信。

5）Host（主機）: 一個物理或者虛擬的機器,用于執(zhí)行 Docker 守護進程（daemon）和容器。

底層技術(shù)

Docker用Go編寫，并利用Linux內(nèi)核的多個功能來交付其功能。

• 命名空間
  

Docker使用一種稱為namespaces提供容器的隔離工作區(qū)的技術(shù)。運行容器時，Docker會為該容器創(chuàng)建一組 名稱空間。

這些名稱空間提供了一層隔離。容器的每個方面都在單獨的名稱空間中運行，并且其訪問僅限于該名稱空間。

Docker Engine在Linux上使用以下名稱空間：

• pid命名空間：進程隔離（PID：進程ID）。

• net命名空間：管理網(wǎng)絡(luò)接口（NET：網(wǎng)絡(luò)）。

• ipc命名空間：管理訪問IPC資源（IPC：進程間通信）。

• mnt命名空間：管理文件系統(tǒng)掛載點（MNT：摩）。

• uts命名空間：隔離內(nèi)核和版本標識符。（UTS：Unix時間共享系統(tǒng)）。

• 控制組

Linux上的Docker引擎還依賴于另一種稱為控制組 （cgroups）的技術(shù)。cgroup將應(yīng)用程序限制為一組特定的資源。控制組允許Docker Engine將可用的硬件資源共享給容器，并有選擇地實施限制和約束。例如，您可以限制特定容器可用的內(nèi)存。

• 聯(lián)合文件系統(tǒng)

聯(lián)合文件系統(tǒng)或UnionFS是通過創(chuàng)建圖層進行操作的文件系統(tǒng)，使其非常輕便且快速。Docker Engine使用UnionFS為容器提供構(gòu)建模塊。Docker Engine可以使用多個UnionFS變體，包括AUFS，btrfs，vfs和DeviceMapper。

• 容器格式

Docker Engine將名稱空間，控制組和UnionFS組合到一個稱為容器格式的包裝器中。默認容器格式為libcontainer。將來，Docker可以通過與BSD Jails或Solaris Zones等技術(shù)集成來支持其他容器格式。

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總結(jié)

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