1、Docker 客户端
Docker 客户端是与 Docker 服务端通信的主要工具。用户通过 Docker 客户端来操作容器、镜像、网络等资源。Docker 客户端可以运行在各种平台上,包括 Linux、Windows、Mac 等。Docker 客户端的命令行工具是最常用的操作工具,它们与 Docker 服务端通过 Docker REST API 进行通信。
2、Docker 服务端
Docker 服务端是 Docker 的核心组件,它负责接收 Docker 客户端发送的请求,并通过 Docker daemon 来执行相应的操作。Docker 服务端的核心组件包括 Docker daemon、Docker REST API 和 Docker CLI。
- Docker daemon:Docker daemon 是 Docker 的核心组件,它负责管理容器、镜像、数据卷等资源。Docker daemon 运行在后台,与 Docker CLI 和 Docker REST API 进行通信。
- Docker REST API:Docker REST API 是 Docker 服务端提供的 RESTful 接口,允许用户通过 HTTP 请求来管理 Docker 资源。Docker REST API 支持各种 HTTP 方法,如 GET、POST、PUT、DELETE 等。
- Docker CLI:Docker CLI 是 Docker 服务端提供的命令行工具,它与 Docker REST API 进行通信,允许用户通过命令行来管理 Docker 资源。Docker CLI 提供了大量的命令,如 docker run、docker build、docker images 等。
3、Docker 镜像
Docker 镜像是 Docker 应用程序的打包格式。Docker 镜像包含了一个应用程序及其依赖项,可以在任何 Docker 容器中运行。Docker 镜像是基于分层存储的,每个分层存储代表了一个文件系统的快照。分层存储使得镜像的构建和分发变得更加高效,因为只有修改过的层需要被传输。
Docker 镜像的构建通常是通过 Dockerfile 进行的。Dockerfile 是一个文本文件,其中包含了构建 Docker 镜像所需的指令和参数。用户可以使用 Dockerfile 来定义容器所需要的操作系统、软件包、依赖项等信息。Docker 镜像可以通过 Docker Hub 或者用户自己的 Docker Registry 进行共享和分发。
4、Docker 容器
Docker 容器是 Docker 镜像的一个运行实例。容器可以在任何平台上运行,如物理服务器、虚拟机、云等。容器是轻量级的,因为它们与主机共享内核,可以在几乎任何环境中启动和停止。Docker 容器可以通过 Docker CLI 或者 Docker REST API 进行管理,可以设置容器的运行参数、端口映射、数据卷等。
6、Docker 运行时
Docker 运行时是负责创建和管理容器的核心组件。Docker 运行时使用一系列技术来隔离容器,如 Namespace、Cgroups、AppArmor、Seccomp 等。下面是一些常见的技术:
- Namespace:Namespace 是一种隔离技术,它可以将一个系统中的进程和资源隔离开来,让容器内的进程只能看到自己的进程和资源,从而实现隔离。
- Cgroups:Cgroups 是一种资源隔离技术,它可以限制容器内的进程所能使用的 CPU、内存、磁盘 I/O、网络带宽等资源,从而保证容器之间的资源互不干扰。
- AppArmor:AppArmor 是一种安全增强技术,它可以限制容器内的进程所能访问的文件、网络等资源,从而增强容器的安全性。
- Seccomp:Seccomp 是一种沙箱技术,它可以限制容器内的进程只能执行白名单中的系统调用,从而防止容器被攻击者利用漏洞进行攻击。
Docker 运行时可以使用不同的后端实现,如 Docker 自带的 runc、CRI-O、containerd 等。这些后端实现都遵循 Docker 的 CRI(Container Runtime Interface)规范,从而保证了 Docker 运行时的兼容性和可扩展性。
7、Docker Registry
Docker Registry 是一个存储 Docker 镜像的中央仓库,允许用户上传和下载镜像。Docker 默认使用 Docker Hub 作为官方 Registry,用户也可以搭建自己的私有 Registry。私有 Registry 可以用来存储自己的应用程序和依赖项,从而保证了应用程序的私密性和安全性。
Docker Registry 支持标签(tag)的概念,可以让用户通过标签来管理和发布不同版本的镜像。用户可以使用 Docker CLI 或者 Docker REST API 来上传和下载镜像,也可以使用第三方工具来管理镜像。
综上所述,Docker 架构主要由 Docker 客户端、Docker 服务端和 Docker 镜像三个部分组成。Docker 实现原理主要包括 Namespace、Cgroups、Union File System、Container Runtime 和 Docker Registry 等技术。这些技术相互配合,使得 Docker 能够实现轻量级的容器化部署,方便开发人员快速构建、部署和管理应用程序。