网站首页 > 技术文章正文

Docker架构最全详解(图文全面总结)

nanyue 2024-09-29 14:55:18 技术文章 11 ℃

Docker是云原生非常核心的组件，也是大厂经常考察的内容，下面我就全面来详解Docker架构@mikechen

本篇已收于mikechen原创超30万字《阿里架构师进阶专题合集》里面。

Docker 是一个开源的容器化平台，允许开发者打包、发布、和运行应用程序、及其依赖的轻量级容器。

如下图所示：

与集装箱相似，Docker 容器提供了一种标准化的封装方式，使得应用程序和其依赖项可以以一种统一的格式打包、和分发。

与集装箱类似， Docker 容器都提供了隔离性，使得它们可以独立运行，互不干扰。

并且，集装箱和 Docker 容器都具有高度的可移植性，可以在不同的环境中轻松地部署和运行。

Docker的架构，如下图所示：

Docker中有两个最重要的设计，分布式是：镜像（Images）、和容器（Containers）。

Docker 镜像是一个只读的模板，包含了运行应用程序所需的一切：代码、运行时环境、系统工具、库以及依赖项。

而容器，则是在镜像的基础上创建的运行实例，提供了一个独立、可移植的运行环境。

如下图所示：

用户可以使用 docker pull 命令，从 Docker Hub 上拉取镜像到本地主机，也可以使用 docker build 命令根据 Dockerfile 构建自定义镜像。

当拉取到Docker镜像后，用户可以使用 docker run 命令，来创建多个容器实例。

容器则是在镜像的基础上创建的运行实例，提供了一个独立、可移植的运行环境，使得应用程序可以在任何支持 Docker 的平台上运行。

Docker 容器的实现原理，涉及到 Linux 内核的一些特性和容器化技术，主要包括： Linux 命名空间（Namespaces）、Linux 控制组（Cgroups）和联合文件系统（UnionFS）等。

1. Linux 命名空间（Namespaces）

Linux 命名空间是 Linux 内核提供的一种机制，用于隔离系统资源的视图，如：进程、网络、文件系统等。

常见的 Linux 命名空间：PID 命名空间（PID Namespace）、网络命名空间（Network Namespace）、挂载命名空间（Mount Namespace）等。

2、Linux 控制组（Cgroups）

Linux 控制组是 Linux 内核提供的一种机制，用于限制和管理系统资源的使用，如 CPU、内存、磁盘 I/O 等。

常见的包括：

联合文件系统是一种将多个文件系统层叠加在一起的文件系统，使得它们看起来像一个单独的文件系统。

联合文件系统的底层通常是一个只读的基础层，可以是一个操作系统的基础镜像、或者其他的文件系统。

在基础层之上，每个容器都有一个可读写的容器层，这个容器层包含了容器的运行时配置信息、应用程序的变更以及其他临时文件。

当容器对文件系统进行写操作时，这些修改会被记录在容器层中，而不会影响到基础层。

总之，Linux 命名空间、Linux 控制组、和联合文件系统是 Docker 容器化技术的核心组件。

它们共同实现了容器的隔离、资源限制和文件系统管理，使得容器可以实现轻量化、隔离化和可移植化。

本篇已收于mikechen原创超30万字《阿里架构师进阶专题合集》里面。