Docker原理最全详解(图文全面总结)

Docker原理最全详解(图文全面总结)

Docker是云原生非常核心的组件,也是大厂经常考察的内容,下面我就全面来详解Docker原理@mikechen

Docker

Docker是目前最流行的容器化平台,因其易用性、和丰富的生态系统而广受欢迎。

Docker容器通过操作系统级虚拟化技术,提供了轻量级、可移植和高效的应用运行环境。

如下图所示:

Docker原理最全详解(图文全面总结)

Docker容器类似于货物运输中的集装箱,Docker容器提供了标准化的环境,不管应用的依赖和配置如何,都可以打包到容器中运行。

Docker容器将应用程序、与宿主机和其他容器隔离,确保应用程序在运行过程中不会受到外部环境的影响,也不会影响其他应用。

 

Docker实现原理

Docker的核心组件,包括:Docker镜像、Docker容器和Docker仓库。

如下图所示:

Docker原理最全详解(图文全面总结)

1.Docker镜像

Docker镜像(Docker Image)是一个包含应用程序及其所有依赖环境的只读模板。

镜像是容器的基础,可以通过镜像来创建一个或多个容器。

如下图所示:

Docker原理最全详解(图文全面总结)

构建镜像:通过Dockerfile定义构建过程,使用docker build命令生成镜像。

管理镜像:使用docker images查看本地镜像:

[root@mikechen ~]# docker image ls -a
redis                                                          5.0.7               7eed8df88d3b        8 months ago        98.2MB

 

2.Docker容器

Docker容器(Docker Container)是镜像的运行实例,容器包括:应用程序及其所有依赖环境,运行在与主机隔离的独立环境中。

容器的价值,主要体现在如下3点:

  • 轻量级:共享主机的操作系统内核,启动速度快,资源开销小。
  • 可移植:容器化应用可以在任何支持Docker的环境中运行,实现“构建一次,随处运行”。
  • 可控:通过Docker命令或API管理容器的生命周期(启动、停止、重启、删除等)。

 

3.Docker仓库

Docker仓库(Docker Registry)是用于存储、和分发Docker镜像的服务。

常见的Docker仓库包括:Docker Hub(公共仓库)、和私有仓库。

如下图所示:

Docker原理最全详解(图文全面总结)

三者之间的关系,如下:

  • 首先,使用docker pull从仓库拉取镜像;
  • 拉取完镜像后,其次,可以用于创建容器。

Docker的底层技术包括:Linux Namespace、Cgroup、和Union FS。

1. Linux Namespace

Linux Namespace提供了一种机制,用于隔离系统资源(如进程ID、网络、文件系统等)。

使得容器内的进程在隔离的环境中运行,不会影响其他容器或主机系统。

2. Cgroup

Cgroup(Control Group)是Linux内核提供的一种机制,用于限制、记录和隔离进程组的资源使用情况(如:CPU、内存、I/O等)。

作用

  • 资源限制:限制容器使用的CPU、内存等资源,防止某个容器占用过多资源。
  • 资源隔离:确保各容器之间的资源使用互不干扰。
  • 资源监控:监控容器的资源使用情况,便于管理和调优。

3. Union FS

Union FS(联合文件系统)是一种分层、轻量级且高性能的文件系统,支持将多个文件系统叠加成一个文件系统。

总之,Docker通过容器化技术,提供了轻量级、可移植、高效的应用运行环境,显著提升了应用开发、测试和部署的效率。

陈睿mikechen

10年+大厂架构经验,资深技术专家,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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