Docker几个概念

news2025/1/23 17:29:00

Docker几个概念，有不正确地方欢迎指正

一、首先来看一句话：没有Cgroups就没有LXC，没有LXC就没有Docker。

1、什么是Cgroup呢？Cgroup又名Control group，是Linux内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源（CPU、 Memory、IO、NET）的机制。

可以看出来，Cgroup是Linux内核里的一个解决方案。其提供的机制非常符合Docker，Docker容器本身也是一种隔离

2、什么是LXC呢？LXC又名Linux Container，是Linux系统上的一个容器技术，是基于内核级的虚拟化技术，可以使Linux操作系统软件服务进程能够相互独立，控制每个服务进程的CPU，内存资源。但这个对于Docker来讲还不够，Docker是在LXC技术上进一步的封装，比LXC技术更完善，并且提供了一系列完整的功能

LXC包含了Cgroups，NameSapce等等,并通过Cgroup进行资源管理

从管理结构体系看，Cgroup在最底层，LXC在Cgroup上封装一层，Docker又在LXC封装一层。

二、什么是AUFS

从上图看出来，Docker包含了LXC和AUFS，那什么是AUFS呢？

AUFS是早期Docker使用的文件系统，Aufs是一种层次结构的文件系统，每当修改时，会拷贝一层为可写层做修改，如果文件大，效果会很低。

下图所示为一个完整的容器文件层级结构

1、什么是Bootsfs?

Linux文件系统由Boofts和Rootfs两部分组成

Bootfs(boot file system)主要包含 bootloader和kernel。Bootloader主要是引导加载kernel，当kernel被加载到内存中后 bootfs就被umount，Rootfs (root file system) 包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等目录和文件。系统引导时，Rootfs是只读的，当系统自检完成后，Rootfs才会变更为可写。

2、什么是Base Imag和Image

容器镜像文件都是层级堆叠的，可以把每一层看作一起应用服务。

3、根据AUFS系统原理，容器需要写入内容，每层为只读的，为了能够用来写入，在容器最顶层writeable Container写入层。把需要修改的层拷贝到这里来做修改。这种修改机制造成Aufs效果低下。

AUFS因为没有加入到内核，使用上性能又不足，考虑到兼容问题，Docker已经对AUFS放弃了

Docker支持文件系统有很多，如AUFS，Btrfs、Device mapper、OverlayFS，ZFS，VFS等等，目前主流使用的是OverlayFS

三、什么是OverlayFS

OverlayFS是目前使用比较广泛的层次文件系统，是一种类似Aufs的一种堆叠文件系统，于2014年正式合入Linux 3.18主线内核，OverlayFS文件系统，实现简单，而且性能很好，可以充分利用不同或相同Overlay文件系统的Page Cache，具有：上下合并、同名遮盖、写时拷贝等特点。

Docker存储驱动利用了很多OverlayFS特性来构建和管理镜像与容器的磁盘结构。OverlayFs加入内核，在内核模块中的名称也从Overlayfs变为Overlay。但实际使用中，overlayfs代表整个文件系统，overlay表示Docker的存储驱动。

Dpper Dir，上层目录。Lower Dir下层目录，Merged对外提供视图。

Lower Dir层只读，如果需要修改文件，需要把文件从Lower Dir层复制到可写的Upper Dir层。修改完成后，其结果也会被保留到Upper Dir层。

在Docker中 ,只读层为image，可写的层是Container。Docker镜像中的每一层，其实对应的是/varlib/docker/overlay/overlay2中的一个文件夹,文件夹以该层的UUID命名，如下图。

[root@localhost ~]# ls /var/lib/docker/overlay2/
backingFsBlockDev  l
[root@localhost ~]# docker pull nginx
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
f1f26f570256: Pull complete 
7f7f30930c6b: Pull complete 
2836b727df80: Pull complete 
e1eeb0f1c06b: Pull complete 
86b2457cc2b0: Pull complete 
9862f2ee2e8c: Pull complete 
Digest: sha256:dbf632af6963e56f6b3fc4196578b75742482490c236f5009b3e68cf93a62997
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest
[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
nginx        latest    080ed0ed8312   2 weeks ago   142MB
[root@localhost ~]# ls /var/lib/docker/overlay2/
124de18ac679debed8fad498e3c0ea285e84751b6c98e10afd64b22708856821  14e1318ee77934bcc00eb04177d8d53d11ba4063b055a6c5e48d91fa3468c88f  9b318696a784bdd69e2c47ae2c0cdf1a9d542919b63e0b4d99007351f9e7bc3a  backingFsBlockDev
133c407321616f4451df01043ab6e987400f402ef6d1305df5390df538d5d2d9  45812d55a14f0a4c7410aea41871e35c60262093e4641a117158456c4ab0d21e  abef3738390c7a91ddde9db868b2db4bc6f861d74c7cedbee55b71bc6355518f  l
[root@localhost ~]#

四、Docker引擎架构

Docker是一个C/S架构，Server常驻进程，Server和Client通过REST API交互，CLI实现容器和镜像的管理，为用户提供统一操作界面。