Docker 架构概述

Docker 是一个开源的应用容器化平台,允许开发者将应用及其依赖项封装到一个独立的容器中,从而可以在不同的环境中高效一致地运行。Docker 的架构设计使得容器更加轻量、快速,并且能以隔离的方式运行应用程序。以下是 Docker 的核心架构组件。

目录

  1. Docker 架构概述
  2. Docker 组件
  3. Docker 架构工作流程
  4. 总结
  5. 参考资料

1. Docker 架构概述

Docker 的架构设计主要由客户端(Docker CLI)、守护进程(Docker Daemon)、镜像仓库(Docker Registry)等组成,以下是 Docker 的核心组件和各自的作用。


2. Docker 组件

Docker Engine

Docker Engine 是 Docker 的核心,它负责运行容器的所有操作。它是一个客户端-服务器应用程序,包括三个主要部分:

  • Docker Daemon(守护进程):负责管理容器的生命周期,处理容器的创建、启动、停止、构建等任务。
  • Docker CLI(命令行接口):提供用户与 Docker 交互的命令行工具。
  • REST API:Docker 守护进程的接口,通过 HTTP 接口提供与 Docker Daemon 的通信。

Docker CLI

Docker CLI 是 Docker 的命令行界面,用户可以通过它与 Docker 守护进程交互。通过 CLI,用户可以使用简单的命令来构建、管理和运行容器。例如:

  • docker build:构建镜像
  • docker run:启动容器
  • docker ps:查看容器状态

CLI 会向 Docker Daemon 发送请求,Daemon 决定如何执行请求。CLI 与 Daemon 通过 REST API 进行通信。

Docker Images

Docker 镜像(Image)是构建容器的模板,包含了容器运行所需的操作系统、应用程序代码、库和依赖。镜像是只读的,每个镜像都有一个唯一的标识符。可以通过 Dockerfile 创建镜像,镜像可以存储在 Docker Registry(例如 Docker Hub)中。

  • 拉取镜像docker pull <image_name>

Docker Containers

Docker 容器是从镜像创建的运行实例。容器是轻量级的,并且是独立的、隔离的。容器启动时,它会从镜像中复制文件系统,并运行容器中的应用程序。每个容器都有自己的网络、存储卷和运行环境。

  • 启动容器docker run <image_name>
  • 查看正在运行的容器docker ps

Docker Daemon

Docker Daemon 是 Docker 的核心守护进程,它负责与容器的创建、管理、执行、监控等所有操作相关的任务。Docker Daemon 监听来自客户端的请求,并执行实际的容器管理工作。

  • 启动 Docker Daemon: 在 Linux 上,可以通过 systemd 启动 Docker Daemon: sudo systemctl start docker
  • 查看 Docker Daemon 状态sudo systemctl status docker

Docker Registry

Docker Registry 是一个存储和分发 Docker 镜像的服务。Docker Hub 是 Docker 官方提供的公共仓库,用户可以从中拉取或推送镜像。用户也可以部署自己的私有 Docker Registry,存储私有镜像。

  • 推送镜像到 Docker Hubdocker push <image_name>
  • 拉取镜像从 Docker Hubdocker pull <image_name>

3. Docker 架构工作流程

  1. 构建镜像: 开发者使用 Dockerfile 定义应用程序的所有需求(如操作系统、依赖项、配置文件等),然后使用 docker build 命令构建镜像。
  2. 创建和运行容器: 使用 docker run 命令从镜像创建容器,Docker Daemon 启动容器并为其分配资源(如 CPU、内存、网络、存储等)。每个容器都是独立的,并且与其他容器隔离。
  3. 容器间通信: Docker 允许容器间通过网络进行通信。在 Docker 内部有多个网络驱动,默认情况下容器使用 bridge 网络驱动进行通信。用户可以根据需求自定义网络设置。
  4. 数据持久化: 虽然容器是临时的、短暂的,但 Docker 提供了多种持久化数据的方法,如 Docker Volumes 和 Bind Mounts。容器退出后,数据可以被保留在这些存储中。
  5. 推送和拉取镜像: 用户可以将自己的镜像推送到 Docker Hub 或其他注册表,其他用户可以拉取这些镜像并在自己的环境中运行容器。

4. 总结

Docker 的架构包含多个组件,如 Docker Daemon、Docker CLI、Docker Images、Docker Containers 和 Docker Registry。通过这些组件,Docker 提供了一个高效的容器管理平台,使得开发、部署和运维更加灵活和高效。Docker 的架构设计实现了容器的轻量化、隔离性和可移植性,广泛应用于现代软件开发、持续集成和持续部署等场景。


5. 参考资料