Docker底层原理及源码分析 Docker 架构

正是由于 libcontainer 的存在，Docker 可以直接调用 libcontainer，而最终操纵容器的 namespace、cgroups、apparmor、网络设备以及防火墙规则等。这一系列操作的完成都不需要依赖 LXC 或者其他包。libcontainer 架构如图 4.7：

libcontainer 示意图

另外，libcontainer 提供了一整套标准的接口来满足上层对容器管理的需求。或者说，libcontainer 屏蔽了 Docker 上层对容器的直接管理。又由于 libcontainer 使用 Go 这种跨平台的语言开发实现，且本身又可以被上层多种不同的编程语言访问，因此很难说，未来的 Docker 就一定会紧紧地和 Linux 捆绑在一起。而于此同时，Microsoft 在其著名云计算平台 Azure 中，也添加了对 Docker 的支持，可见 Docker 的开放程度与业界的火热度。

暂不谈 Docker，由于 libcontainer 的功能以及其本身与系统的松耦合特性，很有可能会在其他以容器为原型的平台出现，同时也很有可能催生出云计算领域全新的项目。

4.7 Docker container

Docker container(Docker 容器)是 Docker 架构中服务交付的最终体现形式。

Docker 按照用户的需求与指令，订制相应的 Docker 容器：

用户通过指定容器镜像，使得 Docker 容器可以自定义 rootfs 等文件系统;

用户通过指定计算资源的配额，使得 Docker 容器使用指定的计算资源;

用户通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;

用户通过指定运行的命令，使得 Docker 容器执行指定的工作。

Docker 容器示意图如图 4.8：

图 4.8 Docker 容器示意图

5 Docker 运行案例分析

上一章节着重于 Docker 架构中各个部分的介绍。本章的内容，将以串联 Docker 各模块来简要分析，分析原型为 Docker 中的 docker pull 与 docker run 两个命令。

5.1 docker pull

docker pull 命令的作用为：从 Docker Registry 中下载指定的容器镜像，并存储在本地的 Graph 中，以备后续创建 Docker 容器时的使用。docker pull 命令执行流程如图 5.1。

图 5.1 docker pull 命令执行流程示意图

如图，图中标记的红色箭头表示 docker pull 命令在发起后，Docker 所做的一系列运行。以下逐一分析这些步骤。

(1) Docker Client 接受 docker pull 命令，解析完请求以及收集完请求参数之后，发送一个 HTTP 请求给 Docker Server，HTTP 请求方法为 POST，请求 URL 为"/images/create? "+"xxx";

(2) Docker Server 接受以上 HTTP 请求，并交给 mux.Router，mux.Router 通过 URL 以及请求方法来确定执行该请求的具体 handler;

(3) mux.Router 将请求路由分发至相应的 handler，具体为 PostImagesCreate;

(4) 在 PostImageCreate 这个 handler 之中，一个名为"pull"的 job 被创建，并开始执行;

(5) 名为"pull"的 job 在执行过程中，执行 pullRepository 操作，即从 Docker Registry 中下载相应的一个或者多个 image;

(6) 名为"pull"的 job 将下载的 image 交给 graphdriver;

(7) graphdriver 负责将 image 进行存储，一方创建 graph 对象，另一方面在 GraphDB 中记录 image 之间的关系。

5.2 docker run

docker run 命令的作用是在一个全新的 Docker 容器内部运行一条指令。Docker 在执行这条命令的时候，所做工作可以分为两部分：第一，创建 Docker 容器所需的 rootfs;第二，创建容器的网络等运行环境，并真正运行用户指令。因此，在整个执行流程中，Docker Client 给 Docker Server 发送了两次 HTTP 请求，第二次请求的发起取决于第一次请求的返回状态。Docker run 命令执行流程如图 5.2。

图 5.2 docker run 命令执行流程示意图

如图，图中标记的红色箭头表示 docker run 命令在发起后，Docker 所做的一系列运行。以下逐一分析这些步骤。

(1) Docker Client 接受 docker run 命令，解析完请求以及收集完请求参数之后，发送一个 HTTP 请求给 Docker Server，HTTP 请求方法为 POST，请求 URL 为"/containers/create? "+"xxx";

(2) Docker Server 接受以上 HTTP 请求，并交给 mux.Router，mux.Router 通过 URL 以及请求方法来确定执行该请求的具体 handler;

(3) mux.Router 将请求路由分发至相应的 handler，具体为 PostContainersCreate;

(4) 在 PostImageCreate 这个 handler 之中，一个名为"create"的 job 被创建，并开始让该 job 运行;

(5) 名为"create"的 job 在运行过程中，执行 Container.Create 操作，该操作需要获取容器镜像来为 Docker 容器创建 rootfs，即调用 graphdriver;

(6) graphdriver 从 Graph 中获取创建 Docker 容器 rootfs 所需要的所有的镜像;

(7) graphdriver 将 rootfs 所有镜像，加载安装至 Docker 容器指定的文件目录下;

（编辑：晋中站长网）

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