【Docker】基本概念和底层技术

Docker

1 什么是 Docker

Docker 是一种容器技术。只要开发者将其应用和依赖包进行打包，放入到一个轻量级的、可移植的容器中，就能发布到任何流行的 linux 机器上。

Docker 的要素：

• image 镜像：静态的
• container 容器：动态的；镜像相当于类，容器相当于实例
• dockerfile 自动化脚本：dockerfile 文件用于创建新的镜像

Docker 的特点：

• 模拟完全相同的系统环境，解决软件跨环境迁移的问题
• 完全使用沙箱机制，容器之间相互隔离
• 容器性能开销极低，比虚拟机更加轻量

Docker 本身并不是容器，而是创建容器的工具，是应用容器引擎。除了 Docker，还有其它工具可以用于创建容器。

Docker 产品类型：

• CE 社区版
• EE 企业版

vscode 添加 docker 扩展。

2 Docker 的架构

Docker 采用的是 C/S 架构。

Docker 对象：

• 镜像 images：是一个特殊的、分层的文件系统
  • 包含所需的程序、库、资源、配置文件、配置参数等
  • 不包含动态数据，其内容在构建后不再改变
• 容器 containers：实质是进程
  • docker run 起来以后会添加一个读写层
  • 镜像和容器的关系就是类和实例的关系
• 仓库 registry：用于保存所有创建好的镜像
  • 公用仓库 Public Registry 是 Docker Hub
  • 私有仓库 Private Registry

启动容器时，Docker daemon 会首先从本地获取相关镜像。当本地镜像不存在时，将从 Regitry 中下载该镜像并保存在本地。拉取镜像必须使用 HTTPS 协议。

3 Docker 的底层技术

3.1 namespace

Docker uses a technology called namespaces to provide the isolated workspace called the container. When you run a container, Docker creates a set of namespaces for that container.

These namespaces provide a layer of isolation. Each aspect of a container runs in a separate namespace and its access is limited to that namespace.

docker engine uses namespaces such as the following on Linux:

• The pid namespace: Process isolation (PID: Process ID).
• The net namespace: Managing network interfaces (NET: Networking).
• The ipc namespace: Managing access to IPC resources (IPC: InterProcess Communication).
• The mnt namespace: Managing filesystem mount points (MNT: Mount).
• The uts namespace: Isolationg kernel and version identifiers (UTS: Unix Timesharing System).

• 进程 PID：实现进程之间的隔离
• 网络 NET：管理网络接口
• 进程间通信 IPC：信号量、消息队列和共享内存
• 挂载 MNT：管理文件系统的挂载点
• Unix 分时系统 UTS：隔离内核和版本标识

3.2 Control groups

3.3 联合文件系统