29 Основные концепции Docker, его инфраструктура Ф

29 Основные концепции Docker, его инфраструктура. Файловая система Docker¶

Основные концепции Docker, его инфраструктура¶

Основные концепции Docker¶

(Взял инфу откуда Тыщенко взял картинки для слайдов)

Docker image (образ). Это шаблон, по которому создают контейнеры. Его часто сравнивают со слоёным пирогом: мы накладываем слой файловой системы поверх слоя базового образа и получаем неизменяемый образ. В него можно установить приложение, конфигурации и зависимости. Другие образы могут наследоваться, поэтому если положить сверху слой файлов и закоммитить, то мы получим ещё один неизменяемый образ.
Dockerfile. Если Docker image — это пирог, то Dockerfile — рецепт его приготовления. В этом файле описаны основные инструкции для сборки образа: какой базовый образ взять, откуда и куда положить файлы и так далее.
Контейнер — это runtime-сущность на основе образа, приложение, которое мы развернули с помощью Docker. Можно провести такую аналогию: образ — это инсталлятор программы, а контейнер — уже запущенная программа.

инфраструктура¶

Docker host — это операционная система, на которую устанавливают Docker и на которой он работает.
Docker daemon — служба, которая управляет Docker-объектами: сетями, хранилищами, образами и контейнерами.
Docker client — консольный клиент, при помощи которого пользователи взаимодействуют с Docker daemon и отправляют ему команды, создают контейнеры и управляют ими.
Docker image — это неизменяемый образ, из которого разворачивается контейнер.
Docker container — развёрнутое и запущенное приложение.
Docker Registry — репозиторий, в котором хранятся образы.
Dockerfile — файл-инструкция для сборки образа.
Docker Compose — инструмент для управления несколькими контейнерами. Он позволяет создавать контейнеры и задавать их конфигурацию.
Docker Desktop — GUI-клиент, который распространяется по GPL. Бесплатная версия работает на Windows, macOS, а с недавних пор и на Linux. Это очень удобный клиент, который отображает все сущности Docker и позволяет запустить однонодовый Kubernetes для компьютера.

Файловая система Docker¶

(Просто доп)

Сейчас в Linux docker использует не виртуализацию (как многие думают), а средства ядра, позволяющие создавать изолированные группы процессов. Т.е. запуская "виртуальную машину" (пишу это в кавычках), docker делает всего несколько системных вызовов и ядро создаёт для нового процесса отдельное пространство PID-ов, отдельную виртуальную сеть, отдельный набор ограничений по ресурсам. Процесс "запущенный в docker", на самом деле находится не в какой-то виртуальной машине (нет никакого эмулятора настоящей машины, никакой виртуальной сущности), он запущен на той же машине, тем же ядром, просто ядро ассоциирует его со специфическим набором настроек. Это почти то же самое, что и sodo или chroot, просто набор ограничений чуть шире и полней.

Большинство Docker-образов содержащих готовые приложения, весят от сотен мегабайт до нескольких гигабайт. Это значит, что стартуя контейнер, вся эта файловая система должна копироваться куда-то, чтобы с ней можно было работать, добавлять, изменять и удалять файлы. Старт контейнера, в таком случае, мог бы занимать десятки секунд и даже минуты. Однако, этого не происходит. Docker значительно оптимизирует эту часть работы за счет использования файловой системы OverlayFS.

Принцип ее работы следующий. OverlayFS работает не с единой файловой структурой, а c частями, которые называются слоями. Каждый слой, это набор файлов и директорий, получающийся в результате выполнения команды `RUN` и ей подобных внутри Dockerfile. Затем слои виртуально сливаются в одну структуру, создавая внешнее впечатление что все эти директории и файлы находятся в одном месте.

Во время сборки, Docker отслеживает изменения файловой системы и если они произошли, то эти изменения хранятся отдельно, не трогая то, что было до них. То есть где-то внутри всё, что поменялось, хранится как отдельный набор файлов. Количество изменений файловой структуры в рамках одного слоя не ограничено, измениться может как один файл, так и вообще все.

Так как каждый слой не изменяет предыдущий, а формирует набор изменений, то Docker идет еще дальше и вычисляет хеш этих изменений, который становится идентификатором слоя. Такая схема позволяет сравнивать слои по хешам и не дублировать их содержимое.