Docker源码分析
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前言

Docker是什么

Docker从2013年诞生,短短两年时间就在全球IT技术圈内迅速走红,实乃技术圈内不可忽视的一阵飓风。然而,Docker是什么,Docker带来了什么?

Docker官方如此描述Docker:“Build,Ship,Run.An open platform for distributed applications for developers and sysadmins”。换言之,Docker为开发者与系统管理者提供了分布式应用的开放平台,从而可以便捷地构建、迁移与运行分布式应用。

多年来,IT行业中开发与运维一直是两个界限清晰的词。开发工程师专门从事软件的开发工作,最终交付软件代码;运维工程师则部署前者交付的软件,并接管软件的运行与管理。然而,在长时间的实践过程中,开发与运维分离的方式难免存在弊病,两者职责的过分清晰导致软件效率的降低。随着分布式系统的流行,系统规模越来越大,软件越来越复杂,系统环境配置暴露的问题层出不穷。究其缘由,还是因为开发人员缺少软件运行环境的认知,而运维人员对软件逻辑所知甚少。在这样的背景下,DevOps横空出世,提倡开发与运维不可分割,协调并进。

Docker无疑是DevOps大潮中最具实践价值的不二法宝。Docker从Linux内核的角度出发,属于轻量级虚拟化技术,有能力秒级提供应用隔离环境,完成云计算时代分布式应用的第一需求“隔离”。另外,Docker的镜像技术利用联合文件系统的优势,自下至上打包系统软件、系统环境以及软件程序,将运行环境与应用程序灵活地结合,快速运行Docker化的应用程序。同时,可读性极强的Dockerfile,极大地简化镜像的复杂性,并为镜像的转移与重新构建提供了可能性。

Docker提供轻便的资源分配方式,解决应用运行与系统环境的依赖,弥合应用跨节点迁移的鸿沟,种种特性都表明Docker几乎就是为“云计算”而生的。如今,Docker社区不断扩大并健康发展,多家国际IT巨头也纷纷宣布支持Docker,这一切更是让全球IT人士对Docker的未来充满信心。

本书的内容

本书是一本引导读者了解Docker实现原理的技术普及书。笔者一直坚信,了解软件或者系统最直接、最透彻的方式就是研读它们的源码。“源码即文档”也是鼓励开发者能更多地从源码的角度去学习软件或系统的本质。

本书的内容主要集中于3个部分:Docker的架构,Docker的模块,Docker的三驾马车Swarm、Machine以及Compose。

第一部分,主要从宏观的角度和读者一起领略Docker的架构设计,并初步介绍架构中各模块的职责。

第二部分是本书的主体部分,主要针对Docker中多个重要的模块进行具体深入分析,包括:Docker Client、Docker Daemon、Docker Server、Docker网络、Docker镜像、Docker容器等。读者可以发现,Docker的模块之间耦合度非常低,很适合循序渐进,层层深入。第2章至第8章主要从Docker软件的架构入手,勾勒骨架;第9章至第11章重点讨论Docker镜像技术,夯实基础;第12章至第14章则进一步分析Docker容器的始末,阐述本质。

第三部分介绍Docker生态三驾马车Swarm、Machine、Compose。Docker拥有强大的单机能力,三驾马车可以很好地补充Docker的跨主机能力以及部署能力。读者可以通过第15章至第17章感受Docker生态圈中其他功能强大的软件。

希望本书能够让读者最大化地感受Docker的神奇与魅力。

关于勘误

由于时间与水平都比较有限,因此本书难免会存在一些纰漏和错误。如果读者发现了问题,请及时与我联系。我也会在本书后续的版本中加以改正。我的邮箱是:allen.sun@daocloud.io。我非常希望和大家一起学习与讨论Docker,并共同推动Docker在社区的发展。

致谢

最后,向本书编写过程中给予我巨大帮助的人们表示最诚挚的感谢。感谢我的父母,没有他们的鼓励和支持,此书不可能在如此短的时间内完成。感谢我的母校浙江大学以及SEL实验室的老师与同学们,是他们在我求学过程中给予无私的指引与帮助。感谢我的同事熊中祥,是他在本书编写过程中提出了很多宝贵的建议,尤其在Machine和Compose部分。感谢我的同事喻勇和冯钊,他们为本书的编写做了很多沟通与协调工作。最后,还要感谢华章公司的编辑们,她们认真细致的工作,使本书以完美的形式展现给各位读者。


孙宏亮

2015年6月