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《容器技術係列》一1.4 Docker運行案例分析
本節書摘來異步社區《容器技術係列》一書中的第1章 ，第1.4節，孫宏亮 著, 更多章節內容可以訪問雲棲社區“異步社區”公眾號查看。
1.4 Docker運行案例分析
1.3節著重介紹了Docker架構中各個模塊的功能，學完後我們可以對Docker的架構有一個宏觀的認識。熟悉一款軟件，研究一個係統，從靜態的角度認識架構的各個模塊，僅僅是第一步；從動態的角度，掌握軟件或者係統的運行原理，即熟知架構中模塊間的通信邏輯，無疑會讓自己對軟件或係統的理解更上一層樓。本節將從實際的Docker運行案例出發，串聯Docker各模塊，從而學習Docker的運行流程。分析原型為Docker中的docker pull與docker run兩個命令。
1.4.1 docker pull
1.3節中我們提到，用戶可以為容器指定鏡像，作為容器運行時的rootfs，既然如此，鏡像從何而來則成為一個關鍵。答案很簡單，一切都歸功於docker pull命令。
docker pull命令的作用是：Docker Daemon從Docker Registry下載指定的容器鏡像，並將鏡像存儲在本地的Graph中，以備後續創建Docker容器時使用。docker pull命令的執行流程如圖1-10所示。
圖1-10中有編號的箭頭表示docker pull命令在發起後，Docker架構中相應模塊所做的一係列運行操作。下麵我們逐一分析這些步驟。
1）Docker Client處理用戶發起的docker pull命令，解析完請求以及參數之後，發送一個HTTP請求給Docker Server，HTTP請求方法為POST，請求URL為"/images/create?"+"xxx"，實際意義為下載相應的鏡像。
2）Docker Server接收以上HTTP請求，並交給mux.Router，mux.Router通過URL以及請求方法類型來確定執行該請求的具體handler。
3）mux.Router將請求路由分發至相應的handler，具體為PostImagesCreate。
4）在PostImageCreate這個handler之中，創建並初始化一個名為"pull"的Job，之後觸發執行該Job。
5）名為"pull"的Job在執行過程中執行pullRepository操作，即從Docker Registry中下載相應的一個或者多個Docker鏡像。
6）名為"pull"的Job將下載的Docker鏡像交給graphdriver管理。
7）graphdriver負責存儲Docker鏡像，一方麵將實際鏡像存儲至本地文件係統中，另一方麵為鏡像創建對象，由Docker Daemon統一管理。
1.4.2 docker run
docker run命令的作用是創建一個全新的Docker容器，並在容器內部運行指定命令。Docker Daemon處理用戶發起的這條命令時，所做工作可以分為兩部分：第一，創建Docker容器對象，並為容器準備所需的rootfs；第二，創建容器的運行環境，如網絡環境、資源限製等，最終真正運行用戶指令。因此，在dockerrun命令的完整執行流程中，Docker Client給Docker Server發送了兩次HTTP請求，第二次請求的發起取決於第一次請求的返回狀態。docker run命令執行流程如圖1-11所示。
圖1-11中有編號的箭頭表示dockerrun命令在發起後，Docker架構中相應模塊所做的一係列運行。下麵我們逐一分析這些步驟：
1）Docker Client處理用戶發起的docker run命令，解析完請求與參數之後，向Docker Server發送一個HTTP請求，HTTP請求方法為POST，請求URL為"/containers/create?"+"xxx"，實際意義為創建一個容器對象，即Docker Daemon程序邏輯中的容器對象，並非實際運行的容器。
2）Docker Server接收以上HTTP請求，並交給mux.Router，mux.Router通過URL以及請求方法來確定執行該請求的具體handler。
3）mux.Router將請求路由分發至相應的handler，具體為PostContainersCreate。
4）在PostContainersCreate這個handler之中，創建並初始化一個名為"create"的Job，之後觸發執行該Job。
5）名為"create"的Job在運行過程中執行Container.Create操作，該操作需要獲取容器鏡像來為Docker容器準備rootfs，通過graphdriver完成。
6）graphdriver從Graph中獲取創建Docker容器rootfs所需要的所有鏡像。
7）graphdriver將rootfs的所有鏡像通過某種聯合文件係統的方式加載至Docker容器指定的文件目錄下。
8）若以上操作全部正常執行，沒有返回錯誤或異常，則Docker Client收到Docker Server返回狀態之後，發起第二次HTTP請求。請求方法為"POST"，請求URL為"/containers/"+container_ID+"/start"，實際意義為啟動時才創建完畢的容器對象，實現物理容器的真正運行。
9）Docker Server接收以上HTTP請求，並交給mux.Router，mux.Router通過URL以及請求方法來確定執行該請求的具體handler。
10）mux.Router將請求路由分發至相應的handler，具體為PostContainersStart。
11）在PostContainersStart這個handler之中，創建並初始化名為"start"的Job，之後觸發執行該Job。
12）名為"start"的Job執行需要完成一係列與Docker容器相關的配置工作，其中之一是為Docker容器網絡環境分配網絡資源，如IP資源等，通過調用networkdriver完成。
13）networkdriver為指定的Docker容器分配網絡資源，其中有IP、port等，另外為容器設置防火牆規則。
14）返回名為"start"的Job，執行完一些輔助性操作後，Job開始執行用戶指令，調用execdriver。
15）execdriver被調用，開始初始化Docker容器內部的運行環境，如命名空間、資源控製與隔離，以及用戶命令的執行，相應的操作轉交至libcontainer來完成。
16）libcontainer被調用，完成Docker容器內部的運行環境初始化，並最終執行用戶要求啟動的命令。
最後更新：2017-06-21 15:02:05