了解最常用的開發(fā)技術(shù)之一背后的基礎(chǔ)組件和系統(tǒng)的基礎(chǔ)

Image source: Docker Logos and Photos

如果您最近來到了一個美好的容器世界，或者您已經(jīng)來過一段時間，那么了解可以協(xié)同工作以提供Docker巨大好處的基礎(chǔ)系統(tǒng)和元素可能不是一個壞主意。

了解基礎(chǔ)

鏡像還是容器？

首先是第一件事。 具有基本術(shù)語的明確知識從未傷害任何人。 鏡像和容器似乎是等效的術(shù)語-它們不是同一回事嗎？ 我的意思是，我都使用它們將我的應(yīng)用程序投放到某些服務(wù)器，PaaS或其他任何服務(wù)器上。

好，是的，但實際上沒有

可以根據(jù)軟件開發(fā)將容器描述為鏡像實例。 該語句有一些含義：

· 可以從同一鏡像中生成無限數(shù)量的容器。

· 鏡像內(nèi)部的資源將出現(xiàn)在其所有生成的容器中。 哪種資源？ 任何：文件，服務(wù)，二進制文件，cron作業(yè)等。

· 刪除容器后，其所有內(nèi)容都將丟失。 稍后，我們將學(xué)習(xí)如何處理數(shù)據(jù)持久性。

實際的鏡像容器差異

我們了解到，容器就是某種鏡像實例。 了解基本區(qū)別就足夠了。 但是要提高我們的Docker技能，我們需要更深入地了解鏡像概念。

鏡像是一疊圖層。 那是一層呢？ 一層是相對于上一層的一組差異。 Dockerfile是定義如何構(gòu)建鏡像的文件。 該文件中的每條指令代表鏡像的一層。 層被緩存以更快地構(gòu)建鏡像，因此良好的Dockerfile實現(xiàn)確實可以使構(gòu)建時間和鏡像大小有所不同。

Image layers as explained by docs.docker.com

這是真正的交易。 生成容器時，我們將獲取鏡像的圖層堆棧，并在頂部（容器層）上生成一個可寫層。 容器生命周期中生成的所有更改都將寫入此層。 因此，刪除容器時，容器層數(shù)據(jù)將丟失。

Multiple containers from the same image, docs.docker.com

Docker架構(gòu)101

Docker引擎

您是否嘗試安裝Docker？ 您可能已經(jīng)注意到，不僅需要安裝Docker，還需要安裝dockerd。

那是因為Docker是一個客戶端服務(wù)器應(yīng)用程序。 您必須同時擁有這兩個部分才能在計算機上運行Docker應(yīng)用程序。 此客戶端-服務(wù)器串聯(lián)稱為docker引擎。

docker客戶端只是一個CLI工具，用于針對REST API發(fā)出請求，該REST API負責(zé)與docker守護程序或dockerd進行交互。 dockerd將處理操作系統(tǒng)以確保容器的正確行為。

Docker engine as explained by docs.docker.com

等等，您是否說了有關(guān)客戶端服務(wù)器的內(nèi)容？ 這是否意味著我可以向遠程Docker守護程序拋出請求？ 好了，您現(xiàn)在可能已經(jīng)意識到諸如Kubernetes，OpenShift和Docker Swarm之類的編排服務(wù)是如何工作的。

大圖景

現(xiàn)在我們對Docker的主要元素有了清晰的了解，它們?nèi)绾螀f(xié)同工作？

每當(dāng)在Docker客戶端中創(chuàng)建請求時，該請求都會發(fā)送到Docker守護程序，它將執(zhí)行所需的操作。

讓我們以運行redis容器為例。 我們通過運行docker run redis指令來實現(xiàn)這一點。

Docker architecture, docs.docker.com

首先，我們的計算機將向已配置的Docker主機API發(fā)出請求，該API將與Docker守護程序進行交互。

至此，守護程序知道其必須執(zhí)行的操作。 它將在主機注冊表上查找redis鏡像。 如果不存在，則會進行一次新查找，這次將針對已配置的鏡像注冊表（Docker Hub，ECR，ACR，GCR等）進行搜索并提取（下載）。 然后，它將基于下載的生成一個容器。

其他主要Docker零件

持久性問題

如果由于某種原因，我們的postgres容器崩潰了，并且無法再次啟動，則我們可能需要移除該容器并運行另一個容器。 但是，如前所述，容器層數(shù)據(jù)將丟失，我們不想丟失所有數(shù)據(jù)，是嗎？

為持久性問題提供的兩個解決方案是卷和綁定安裝。 通過這兩者，我們可以將正在運行的容器的文件系統(tǒng)持久保存到主機中。

一方面，卷將數(shù)據(jù)存儲在主機中，只有dockerd可以修改此文件系統(tǒng)。 這是通常存儲數(shù)據(jù)的首選方式。

另一方面，使用綁定安裝，我們不僅可以將目錄安裝到容器中，還可以將具體文件安裝到容器中。 另外，綁定安裝允許安裝任何主機目錄或文件。 這意味著我們可以從主機將數(shù)據(jù)插入到容器中。 對于配置文件而言，這是巨大的。

Different data storage provided by Docker, docs.docker.com

第三種數(shù)據(jù)掛載模式tmps，在linux主機中使用，用于持久存儲我們不想在容器層或主機文件系統(tǒng)中寫入的數(shù)據(jù)（例如密鑰）。 此數(shù)據(jù)保留在主機內(nèi)存中。

為什么我的容器無法ping通google？

也許您想在與世界隔絕的計算機中運行驚人的Web應(yīng)用程序。 但是，這并不是Docker的主要用例，因此網(wǎng)絡(luò)在編排Docker容器時起著重要的作用。

Docker提供了將不同類型的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序附加到運行中的容器的可能性，從而實現(xiàn)了容器與另一個容器，Docker主機和/或Internet之間的連接。

Example of a bridge network provided by docs.docker.com

由于容器本身并不需要真正的網(wǎng)絡(luò)知識，因此我們將在本主題中另辟piece徑。

去玩吧！

現(xiàn)在，您應(yīng)該對不同的Docker資源如何協(xié)同工作有一個更清晰的認(rèn)識。 您現(xiàn)在應(yīng)該至少能夠理解"容器世界"中討論的大多數(shù)概念的表面。

我邀請您進行自己的研究，以更深入地研究這些主題，并構(gòu)建和部署您的容器化應(yīng)用。 這里有一些想法：

· 嘗試不同的卷/網(wǎng)絡(luò)模式。

· 測試層緩存與無緩存的構(gòu)建時間。

· 嘗試多步驟構(gòu)建。

· 沉迷于出色的docker-compose。

(本文翻譯自Víctor Suárez Fernández的文章《An Overview of Docker Architecture》，參考：https://medium.com/better-programming/an-overview-to-docker-architecture-15407c482c52)