Docker架构[编辑 | 编辑源代码]

Docker架构是Docker容器化技术的核心设计框架，它定义了各个组件如何协同工作以实现容器的创建、运行和管理。理解Docker架构对于高效使用Docker至关重要，无论是初学者还是经验丰富的开发者。

概述[编辑 | 编辑源代码]

Docker采用客户端-服务器（Client-Server）架构，主要包含以下核心组件：

Docker守护进程（Daemon）：运行在主机上的后台服务，负责管理容器、镜像、网络和存储。
Docker客户端（Client）：用户通过命令行或API与守护进程交互的工具。
Docker镜像（Image）：只读模板，包含运行容器所需的文件系统和配置。
Docker容器（Container）：镜像的运行实例，具有独立的运行环境。
Docker注册中心（Registry）：存储和分发镜像的服务（如Docker Hub）。

核心组件详解[编辑 | 编辑源代码]

Docker守护进程（Daemon）[编辑 | 编辑源代码]

守护进程（`dockerd`）是Docker的核心引擎，负责：

监听API请求（默认通过UNIX套接字或TCP端口）
管理容器生命周期（创建/启动/停止）
构建和存储镜像
管理网络（如桥接网络、覆盖网络）

使用以下命令检查守护进程状态：

sudo systemctl status docker

输出示例：

● docker.service - Docker Application Container Engine
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (running) since Thu 2023-05-18 10:00:00 UTC; 1h ago

Docker客户端（Client）[编辑 | 编辑源代码]

客户端（`docker`命令）通过REST API与守护进程通信。例如：

docker run hello-world

此命令的执行流程： 1. 客户端发送请求到守护进程 2. 守护进程检查本地是否有`hello-world`镜像 3. 若无则从Docker Hub下载 4. 创建并运行容器

Docker对象模型[编辑 | 编辑源代码]

镜像[编辑 | 编辑源代码]

镜像采用分层存储结构，每层对应Dockerfile中的一个指令。例如：

FROM ubuntu:22.04
RUN apt-get update && apt-get install -y curl
COPY script.sh /usr/local/bin/

构建后可通过以下命令查看分层：

docker history image_name

容器[编辑 | 编辑源代码]

容器是镜像的可写层（称为"容器层"）加上隔离的进程空间。关系可表示为： $容器 = 镜像层（只读） + 容器层（可写） + 命名空间 + 控制组$

通信流程示例[编辑 | 编辑源代码]

实际应用案例[编辑 | 编辑源代码]

场景：开发团队需要确保开发、测试、生产环境的一致性

解决方案： 1. 开发者通过Dockerfile定义环境

FROM python:3.9
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .

2. 构建镜像并推送到私有注册中心

docker build -t company/webapp:1.0 .
docker push company/webapp:1.0

3. 各环境使用相同镜像运行

docker run -d -p 8000:8000 company/webapp:1.0

高级主题[编辑 | 编辑源代码]

containerd：Docker实际使用的容器运行时（自Docker 1.11+）
runc：符合OCI标准的轻量级容器运行时
插件架构：支持网络驱动、卷驱动等扩展

架构演进关系：

常见问题[编辑 | 编辑源代码]

Q：Docker与虚拟机有何不同？ A：Docker容器共享主机内核，而虚拟机需要完整的操作系统。容器启动更快、资源开销更小。

Q：如何查看Docker使用的存储驱动？

docker info | grep "Storage Driver"

通过理解Docker架构，用户可以更有效地诊断问题、优化性能并设计可靠的容器化解决方案。