docker架构及工作流程

Posted 2021-03-22

一、概念
docker是开源容器引擎，基于cgroup,namespace,unionFS等技术实现，对应用进行封装的虚拟化技术

什么是cgroup？
对系统资源限制，创建容器的过程其实就是在创建进程，对资源的分配和维护使用cgroup来管理，包括cpu，内存，io等?
什么是namespace?
创建容器时，对容器来说就是一个全新的系统，容器内的文件系统要和宿主机文件系统隔离，网络空间隔离，用户权限隔离，这些隔离操作都是有namespace 来管理完成的
什么是unionFS?
联合文件系统，简单理解就是多个目录结构合并成一个，而各个目录结构本身物理位置并没有变化。

二、架构

1.C/S架构

组件:
docker cli: docker客户端，用来管理docker，向docker发送指令的工具
docker engine: 拉取推送镜像，对容器操作相关的api的最上层封装，直接面向client
image repository: 注册中信，存储镜像的地方
Containerd: 是一个守护进程，负责管理shim,向docker engine提供接口,使用UnixSocket通信，协议是grpc
shim: 负责管理单个容器，启动一个容器，就会启动一个shim进程, containerd管理所有容器
runC: 运行一个容器。是基于OCI标准的一个容器技术实现，是一个可以直接创建和运行容器的工具。runc直接与容器所依赖的cgroups/kernel等进行交互，负责容器所需环境

2.工作流程

docker client发出创建容器指令,docker engine接到指令后去镜像仓库拿到镜像后，通过grpc调用通知docker-containerd启动容器，docker-containerd收到通知后启动shim进程，shim进程启动后，运行runC子进程,runcC会和cgroup,kernel交互，启动容器,然后runC销毁，shim接管容器并监控容器, 整个容器创建过程完成

三、镜像和容器的关系

镜像可以理解为一系列封装好的目录，容器理解为将这些封装好的目录合并挂载，镜像是静态资源，容器是可读写的，

四、容器应用场景

1.环境一致性
2.CI/CD
3.微服务
4.弹性伸缩
5.灰度发布

五、容器与虚拟机的额区别

1. VM 技术层?面是基于硬件的 hypervisor 层实现的, 而 container 是基于操作系统上软件 docker engine 实现的
2. VM 要进行应?用隔离, 必须先创建?一个新的臃肿的 os, 与其说是对应用隔离, 不如说是系统隔离
3. VM 资源消耗?大, 启动慢, 系统隔离, 且由于基于硬件, 所以需要硬件支持虚拟化; Container 资 源消耗小, 启动快, 进程隔离, 不用考虑CPU是否支持虚拟化