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(gè)美好的容器世界，或者您已經(jīng)來過一段時(shí)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(gè)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(shí)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(shí)際上沒有
可以根據(jù)軟件開發(fā)將容器描述為鏡像實(shí)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(jìn)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(shí)際的鏡像容器差異
我們了解到，容器就是某種鏡像實(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)確實(shí)可以使構(gòu)建時(shí)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(shí)，我們將獲取鏡像的圖層堆棧，并在頂部（容器層）上生成一個(gè)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(shí)，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?yàn)镈ocker是一個(gè)客戶端服務(wù)器應(yīng)用程序。 您必須同時(shí)擁有這兩個(gè)部分才能在計(jì)算機(jī)上運(yùn)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(gè)CLI工具，用于針對(duì)REST API發(fā)出請(qǐng)求，該REST API負(fù)責(zé)與docker守護(hù)程序或dockerd進(jìn)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(yuǎn)程Docker守護(hù)程序拋出請(qǐng)求？ 好了，您現(xiàn)在可能已經(jīng)意識(shí)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(duì)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(qǐng)求時(shí)，該請(qǐng)求都會(huì)發(fā)送到Docker守護(hù)程序，它將執(zhí)行所需的操作。
讓我們以運(yùn)行redis容器為例。 我們通過運(yùn)行docker run redis指令來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
Docker architecture, docs.docker.com
首先，我們的計(jì)算機(jī)將向已配置的Docker主機(jī)API發(fā)出請(qǐng)求，該API將與Docker守護(hù)程序進(jìn)行交互。
至此，守護(hù)程序知道其必須執(zhí)行的操作。 它將在主機(jī)注冊(cè)表上查找redis鏡像。 如果不存在，則會(huì)進(jìn)行一次新查找，這次將針對(duì)已配置的鏡像注冊(cè)表（Docker Hub，ECR，ACR，GCR等）進(jìn)行搜索并提取（下載）。 然后，它將基于下載的生成一個(gè)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(dòng)，則我們可能需要移除該容器并運(yùn)行另一個(gè)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(gè)解決方案是卷和綁定安裝。 通過這兩者，我們可以將正在運(yùn)行的容器的文件系統(tǒng)持久保存到主機(jī)中。
一方面，卷將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主機(jī)中，只有dockerd可以修改此文件系統(tǒng)。 這是通常存儲(chǔ)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(jī)目錄或文件。 這意味著我們可以從主機(jī)將數(shù)據(jù)插入到容器中。 對(duì)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(jī)中使用，用于持久存儲(chǔ)我們不想在容器層或主機(jī)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(jī)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(jì)算機(jī)中運(yùn)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(shí)起著重要的作用。
Docker提供了將不同類型的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序附加到運(yùn)行中的容器的可能性，從而實(shí)現(xiàn)了容器與另一個(gè)容器，Docker主機(jī)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(shí)，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(duì)不同的Docker資源如何協(xié)同工作有一個(gè)更清晰的認(rèn)識(shí)。 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(qǐng)您進(jìn)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(shí)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)
