Docker Engine 架构

Docker Engine 采用客户端-服务器架构，由多个组件协同工作。

架构组件

Docker CLI

Docker CLI 是用户与 Docker 交互的命令行工具，通过 REST API 与 Docker Daemon 通信。

Docker Daemon (dockerd)

Docker Daemon 是长期运行的后台进程，负责：

• 管理容器生命周期
• 管理镜像和层
• 管理网络和存储
• 处理 API 请求

containerd

containerd 是一个高级容器运行时，提供：

• 镜像管理（拉取、推送、存储）
• 容器生命周期管理
• 快照和存储管理
• 网络命名空间管理

runc

runc 是 OCI (Open Container Initiative) 标准的参考实现，负责：

• 创建和运行容器
• 管理 Linux 命名空间 (Namespaces)
• 管理控制组 (Cgroups)
• 管理文件系统

工作流程

容器启动流程

1. docker run 命令
   ↓
2. Docker CLI 发送请求到 Daemon
   ↓
3. Daemon 解析请求
   ↓
4. containerd 准备容器运行时
   ↓
5. runc 创建容器
   ↓
6. 容器运行

镜像拉取流程

1. docker pull 命令
   ↓
2. Daemon 检查本地镜像
   ↓
3. 如果不存在，从 Registry 拉取
   ↓
4. containerd 管理镜像层
   ↓
5. 镜像存储到本地

命名空间 (Namespaces)

Docker 使用 Linux 命名空间实现容器隔离：

• PID 命名空间 - 进程隔离
• 网络命名空间 - 网络隔离
• 挂载命名空间 - 文件系统隔离
• UTS 命名空间 - 主机名隔离
• IPC 命名空间 - 进程间通信隔离
• 用户命名空间 - 用户 ID 隔离

控制组 (Cgroups)

Cgroups 用于限制和监控资源使用：

• CPU 限制
• 内存限制
• I/O 限制
• 设备访问控制

存储驱动

存储驱动负责管理镜像和容器的文件系统层。常见驱动：

• overlay2 - 推荐，性能好
• devicemapper - 旧版本使用
• btrfs - 需要 Btrfs 文件系统
• zfs - 需要 ZFS 文件系统

---