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一文看懂Docker容器技术架构及其中的各个模块

发布时间:2019-09-30 17:02 所属栏目:[评测] 来源:波波说运维
导读:概述 今天主要简单介绍下docker的技术架构及其中组成的各个模块。 技术架构 distribution 负责与docker registry交互,上传洗澡镜像以及v2 registry 有关的源数据 registry负责docker registry有关的身份认证、镜像查找、镜像验证以及管理registry mirror

?一文看懂Docker容器技术架构及其中的各个模块

概述

今天主要简单介绍下docker的技术架构及其中组成的各个模块。

技术架构

一文看懂docker容器技术架构及其中的各个模块

distribution 负责与docker registry交互,上传洗澡镜像以及v2 registry 有关的源数据

registry负责docker registry有关的身份认证、镜像查找、镜像验证以及管理registry mirror等交互操作。

image 负责与镜像源数据有关的存储、查找,镜像层的索引、查找以及镜像tar包有关的导入、导出操作。

reference负责存储本地所有镜像的repository和tag名,并维护与镜像id之间的映射关系。

layer模块负责与镜像层和容器层源数据有关的增删改查,并负责将镜像层的增删改查映射到实际存储镜像层文件的graphdriver模块。

graghdriver是所有与容器镜像相关操作的执行者。

1、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可以执行文件创建docker client。

2、docker daemon

docker daemon 是docker架构中一个常驻在后台的系统进程,功能是:接收处理docker client发送的请求。该守护进程在后台启动一个server,server负载接受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。

3、docker server

docker server在docker架构中时专门服务于docker client的server,该server的功能时:接受并调度分发docker client发送的请求,架构图如下:

一文看懂docker容器技术架构及其中的各个模块

在Docker的启动过程中,通过包gorilla/mux(golang的类库解析),创建了一个mux.Router,提供请求的路由功能。在Golang中,gorilla/mux是一个强大的URL路由器以及调度分发器。该mux.Router中添加了众多的路由项,每一个路由项由HTTP请求方法(PUT、POST、GET或DELETE)、URL、Handler三部分组成。

4、engine

Engine是Docker架构中的运行引擎,同时也Docker运行的核心模块。它扮演Docker container存储仓库的角色,并且通过执行job的方式来操纵管理这些容器。

在Engine数据结构的设计与实现过程中,有一个handler对象。该handler对象存储的都是关于众多特定job的handler处理访问。举例说明,Engine的handler对象中有一项为:{“create”: daemon.ContainerCreate,},则说明当名为”create”的job在运行时,执行的是daemon.ContainerCreate的handler。

5、job

一个Job可以认为是Docker架构中Engine内部最基本的工作执行单元。Docker可以做的每一项工作,都可以抽象为一个job。例如:在容器内部运行一个进程,这是一个job;创建一个新的容器,这是一个job,从Internet上下载一个文档,这是一个job;包括之前在Docker Server部分说过的,创建Server服务于HTTP的API,这也是一个job,等等。

Job的设计者,把Job设计得与Unix进程相仿。比如说:Job有一个名称,有参数,有环境变量,有标准的输入输出,有错误处理,有返回状态等。

6、docker registry

Docker Registry是一个存储容器镜像的仓库。而容器镜像是在容器被创建时,被加载用来初始化容器的文件架构与目录。

在Docker的运行过程中,Docker Daemon会与Docker Registry通信,并实现搜索镜像、下载镜像、上传镜像三个功能,这三个功能对应的job名称分别为”search”,”pull” 与 “push”。

其中,在Docker架构中,Docker可以使用公有的Docker Registry,即大家熟知的Docker Hub,如此一来,Docker获取容器镜像文件时,必须通过互联网访问Docker Hub;同时Docker也允许用户构建本地私有的Docker Registry,这样可以保证容器镜像的获取在内网完成。

7、Graph

Graph在Docker架构中扮演已下载容器镜像的保管者,以及已下载容器镜像之间关系的记录者。一方面,Graph存储着本地具有版本信息的文件系统镜像,另一方面也通过GraphDB记录着所有文件系统镜像彼此之间的关系。Graph的架构如下:

一文看懂docker容器技术架构及其中的各个模块

其中,GraphDB是一个构建在SQLite之上的小型图数据库,实现了节点的命名以及节点之间关联关系的记录。它仅仅实现了大多数图数据库所拥有的一个小的子集,但是提供了简单的接口表示节点之间的关系。

同时在Graph的本地目录中,关于每一个的容器镜像,具体存储的信息有:该容器镜像的元数据,容器镜像的大小信息,以及该容器镜像所代表的具体rootfs。

8、driver

Driver是Docker架构中的驱动模块。通过Driver驱动,Docker可以实现对Docker容器执行环境的定制。由于Docker运行的生命周期中,并非用户所有的操作都是针对Docker容器的管理,另外还有关于Docker运行信息的获取,Graph的存储与记录等。因此,为了将Docker容器的管理从Docker Daemon内部业务逻辑中区分开来,设计了Driver层驱动来接管所有这部分请求。

9、libcontainer

libcontainer是Docker架构中一个使用Go语言设计实现的库,设计初衷是希望该库可以不依靠任何依赖,直接访问内核中与容器相关的API。

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