Docker技术架构概述

简介: 【10月更文挑战第22天】Docker采用CS架构,Client与Daemon交互,Compose管理多容器应用。

1、Docker技术构成

Docker软件采用客户-服务(CS架构)的技术架构模式,Docker Client和Docker Daemon交互,Docker Daemon负责创建、运行、发布容器,Docker Client和Docker Daemon可以在同一个系统中,或者Docker Client可以通过REST API远程控制Docker Daemon。Docker Compose负责控制一组应用容器。
image.png

2、Docker核心技术

Docker核心技术有3类:Cgroups、LXC、AUFS。

Cgroups

Cgroups提供了对一组进程及将来子进程的资源限制、控制和统计的能力,这些资源包括CPU、内存、存储、网络等。通过Cgroups,可以方便地限制某个进程的资源占用,并且可以实时监测进程的监控和统计信息。Cgroups的接口通过操作一个虚拟文件系统来实现,一般挂载在(/sys/fs/cgroup)文件夹下。

LXC

LXC是Linux Containers的简称,是一种基于容器的操作系统层级的虚拟化技术。LXC项目位于Sourceforge上面,由一个Linux内核补丁和一些用户空间工具组成,其中内核补丁提供底层新特性,上层工具使用这些新特性,提供一套简化的工具来维护容器。

LXC在资管管理方面依赖与Linux内核密切相关的Cgroups子系统,这个子系统是Linux内核提供的一个基于进程组的资源管理框架,可以为特定的进程组限定可以使用的资源,借助Cgroups子系统,在当前Linux环境下实现一个轻量化的虚拟机。

LXC在隔离控制方面依赖于Linux内核提供的namespace特性,具体来说,就是在clone时加入相应的flag。

AUFS

AUFS是一种Union File System(联合文件系统),又称Another UnionFS,后来被称为Alternative UnionFS,再后来又被称为高大上的Advance UnionFS。所谓UnionFS,就是把不同物理位置的目录合并(mount)到同一个目录中。UnionFS的一个最主要应用是,把一张CD/DVD和一个硬盘目录联合(mount)在一起,然后,就可以对这个只读的CD/DVD上的文件进行修改(当然,修改的文件存储在硬盘上的目录里)。

3、Docker打包原理

在LXC的基础上,Docker额外提供的Feature包括:标准统一的打包部署运行方案,为了最大化重用Image,加快运行速度,减少内存和磁盘footprint,Docker Container运行时所构造的运行环境实际上是由具有依赖关系的多个Layer组成的。

在基础的rootfs image的基础上,叠加了包含如Emacs等各种工具的image,再叠加包含apache及其相关依赖library的image,这些image由AUFS文件系统加载合并到统一路径中,以只读的方式存在,最后再叠加加载一层可写的空白Layer,用于记录对当前运行环境所作的修改。

有了层级化的image做基础,理想情况下,不同的App就可以尽可能地公用底层文件系统和相关依赖工具等,同一个App的不同示例也可以实现公用绝大多数数据,进而以copy on write的形式维护那份已修改过的数据等。

4、Docker网络模式

Docker的网络模式包括下列4类:Bridge container(桥接式网络模式)、Host(open)container(开放式网络模式)、Container(join)container(联合挂载式网络模式,是Host网络模式的延伸)、None(Close)container(封闭式网络模式)。

Bridge container

当Docker进程启动时,会在主机上生成一个默认的虚拟网桥,此主机上启动的Docker容器会连接到虚拟网桥中,默认的IP地址都是由虚拟网桥生成的。虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似,这样主机上的所有容器就通过交换机连在了一个二层网络中。从一个子网中分配一个IP给容器使用,并设置子网的IP地址为容器的默认网关。在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备,Docker将veth pair设备的一端放在新创建的容器中,并命名为eth0(容器的网卡),另一端放在主机中,以veth-xxx这种形式命名,并将这个网络设备加入到虚拟网桥中。

Host(open)container

如果启动容器时使用Host模式,那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace,而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出自己的网卡,配置自己的IP等,而是使用宿主机的IP和端口。但是,容器的其他方面,如文件系统、进程列表等,还是和宿主机隔离的。

Container(join)container

这种模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个Network Namespace,而不是和宿主机共享。新创建的容器不会创建自己的网卡,配置自己的IP,而是和一个指定的容器共享IP、端口范围等。同样,两个容器除了网络方面,其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的。两个容器的进程可以通过网卡设备通信。

None(Close)container

使用None模式时,Docker容器拥有自己的Network Namespace,但是,并不为Docker容器进行任何网络配置。也就是说,这个Docker容器没有网卡、IP、路由等信息,只有IO网络接口,需要为Docker容器添加网卡、配置IP等。

相关文章
|
26天前
|
存储 安全 应用服务中间件
【赵渝强老师】Docker的体系架构
Docker采用客户端-服务器架构,客户端与守护进程通过sockets或RESTful API通信。守护进程负责构建、运行和分发容器。镜像仓库(如Docker Hub和Harbor)存储镜像,容器则基于镜像创建,是运行应用的安全平台。
【赵渝强老师】Docker的体系架构
|
26天前
|
运维 Kubernetes Docker
利用Docker和Kubernetes构建微服务架构
利用Docker和Kubernetes构建微服务架构
|
24天前
|
监控 持续交付 Docker
Docker 容器化部署在微服务架构中的应用有哪些?
Docker 容器化部署在微服务架构中的应用有哪些?
|
24天前
|
监控 持续交付 Docker
Docker容器化部署在微服务架构中的应用
Docker容器化部署在微服务架构中的应用
|
24天前
|
安全 持续交付 Docker
微服务架构和 Docker 容器化部署的优点是什么?
微服务架构和 Docker 容器化部署的优点是什么?
|
26天前
|
Docker 微服务 容器
使用Docker Compose实现微服务架构的快速部署
使用Docker Compose实现微服务架构的快速部署
52 1
|
1月前
|
JavaScript 持续交付 Docker
解锁新技能:Docker容器化部署在微服务架构中的应用
【10月更文挑战第29天】在数字化转型中,微服务架构因灵活性和可扩展性成为企业首选。Docker容器化技术为微服务的部署和管理带来革命性变化。本文探讨Docker在微服务架构中的应用,包括隔离性、可移植性、扩展性、版本控制等方面,并提供代码示例。
57 1
|
2月前
|
Kubernetes 负载均衡 Docker
构建高效微服务架构:Docker与Kubernetes的完美搭档
本文介绍了Docker和Kubernetes在构建高效微服务架构中的应用,涵盖基本概念、在微服务架构中的作用及其实现方法。通过具体实例,如用户服务、商品服务和订单服务,展示了如何利用Docker和Kubernetes实现服务的打包、部署、扩展及管理,确保微服务架构的稳定性和可靠性。
94 7
|
1月前
|
Kubernetes 负载均衡 Docker
构建高效微服务架构:Docker与Kubernetes的完美搭档
【10月更文挑战第22天】随着云计算和容器技术的快速发展,微服务架构逐渐成为现代企业级应用的首选架构。微服务架构将一个大型应用程序拆分为多个小型、独立的服务,每个服务负责完成一个特定的功能。这种架构具有灵活性、可扩展性和易于维护的特点。在构建微服务架构时,Docker和Kubernetes是两个不可或缺的工具,它们可以完美搭档,为微服务架构提供高效的支持。本文将从三个方面探讨Docker和Kubernetes在构建高效微服务架构中的应用:一是Docker和Kubernetes的基本概念;二是它们在微服务架构中的作用;三是通过实例讲解如何使用Docker和Kubernetes构建微服务架构。
62 6
|
1月前
|
负载均衡 应用服务中间件 nginx
基于Nginx和Consul构建自动发现的Docker服务架构——非常之详细
通过使用Nginx和Consul构建自动发现的Docker服务架构,可以显著提高服务的可用性、扩展性和管理效率。Consul实现了服务的自动注册与发现,而Nginx则通过动态配置实现了高效的反向代理与负载均衡。这种架构非常适合需要高可用性和弹性扩展的分布式系统。
29 4