Docker C/S模式总体技术架构深刻剖析-Docker商业环境实战

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1 Docker整体技术架构

• Docker Daemon做为Docker架构中的主体部分，首先提供Server的功能使其能够接受Docker Client的请求；然后Engine执行Docker内部的一系列工做，每一项工做都是以一个Job的形式的存在。
• Job的运行过程当中，当须要容器镜像时，则从Docker Registry中下载镜像，并经过镜像管理驱动graphdriver将下载镜像以Graph的形式存储；
• 当须要为Docker建立网络环境时，经过网络管理驱动networkdriver建立并配置Docker容器网络环境；
• 当须要限制Docker容器运行资源或执行用户指令等操做时，则经过execdriver来完成。

  

2 Docker Client 架构

• Docker Client是Docker架构中用户用来和Docker Daemon创建通讯的客户端。用户使用的可执行文件为docker，经过docker命令行工具能够发起众多管理container的请求。
• Docker Client能够经过如下三种方式和Docker Daemon创建通讯：tcp://host:port，unix://path_to_socket和fd://socketfd。
• 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。当须要继续发送容器管理请求时，用户必须再次经过docker可执行文件建立Docker Client。

2 Docker Daemon 架构

• Docker Daemon是Docker架构中一个常驻在后台的系统进程。
• 接受并处理Docker Client发送的请求。该守护进程在后台启动了一个Server，Server负责接受Docker Client发送的请求；接受请求后，Server经过路由与分发调度，找到相应的Handler来执行请求。
• Docker Daemon的架构，大体能够分为如下三部分：Docker Server、Engine和Job。

2.1 Docker Server

• Docker Server在Docker架构中是专门服务于Docker Client的server。该server的功能是：接受并调度分发Docker Client发送的请求。

  

• 在Docker的启动过程当中，经过包gorilla/mux，建立了一个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，每个路由项由HTTP请求方法（PUT、POST、GET或DELETE）、URL、Handler三部分组成。
• 若Docker Client经过HTTP的形式访问Docker Daemon，建立完mux.Router以后，Docker将Server的监听地址以及mux.Router做为参数，建立一个httpSrv=http.Server{}，最终执行httpSrv.Serve()为请求服务。
• 在Server的服务过程当中，Server在listener上接受Docker Client的访问请求，并建立一个全新的goroutine来服务该请求。在goroutine中，首先读取请求内容，而后作解析工做，接着找到相应的路由项，随后调用相应的Handler来处理该请求，最后Handler处理完请求以后回复该请求。

2.2 Docker 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，而且经过执行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当中，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。

2.3 Docker Job

• 一个Job能够认为是Docker架构中Engine内部最基本的工做执行单元。Docker能够作的每一项工做，均可以抽象为一个job。例如：在容器内部运行一个进程，这是一个job；建立一个新的容器，这是一个job，从Internet上下载一个文档，这是一个job；包括以前在Docker Server部分说过的，建立Server服务于HTTP的API，这也是一个job，等等。

3 Docker Driver架构

• Driver是Docker架构中的驱动模块。经过Driver驱动，Docker能够实现对Docker容器执行环境的定制。因为Docker运行的生命周期中，并不是用户全部的操做都是针对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。所以，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层驱动来接管全部这部分请求。
• 在Docker Driver的实现中，能够分为如下三类驱动：graphdriver、networkdriver和execdriver。

3.1 graphdriver驱动

• graphdriver主要用于完成容器镜像的管理，包括存储与获取。即当用户须要下载指定的容器镜像时，graphdriver将容器镜像存储在本地的指定目录；同时当用户须要使用指定的容器镜像来建立容器的rootfs时，graphdriver从本地镜像存储目录中获取指定的容器镜像。

  

3.2 networkdriver驱动

• 完成Docker容器网络环境的配置，其中包括Docker启动时为Docker环境建立网桥；Docker容器建立时为其建立专属虚拟网卡设备；以及为Docker容器分配IP、端口并与宿主机作端口映射，设置容器防火墙策略等。

  

3.2 execdriver驱动

• execdriver做为Docker容器的执行驱动，负责建立容器运行命名空间，负责容器资源使用的统计与限制，负责容器内部进程的真正运行等。
• 在execdriver的实现过程当中，原先可使用LXC驱动调用LXC的接口，来操纵容器的配置以及生命周期，而如今execdriver默认使用native驱动，不依赖于LXC。具体体如今Daemon启动过程当中加载的ExecDriverflag参数，该参数在配置文件已经被设为”native”

  

4 libcontainer架构

• libcontainer是Docker架构中一个使用Go语言设计实现的库，设计初衷是但愿该库能够不依靠任何依赖，直接访问内核中与容器相关的API。
• 正是因为libcontainer的存在，Docker能够直接调用libcontainer，而最终操纵容器的namespace、cgroups、apparmor、网络设备以及防火墙规则等。这一系列操做的完成都不须要依赖LXC或者其余包。libcontainer架构以下图：

  

5 Docker container交付

• 用户经过指定容器镜像，使得Docker容器能够自定义rootfs等文件系统； 用户经过指定计算资源的配额，使得Docker容器使用指定的计算资源； 用户经过配置网络及其安全策略，使得Docker容器拥有独立且安全的网络环境； 用户经过指定运行的命令，使得Docker容器执行指定的工做。

  

6 总结

本文参考<<Docker源码分析>>,感谢做者，本文执笔小记，方便查阅，谢谢！

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