一、简介
Docker提供了在松散隔离的环境（称为容器）中打包和运行应用程序的功能。隔离和安全性使您可以在给定主机上同时运行多个容器。容器轻巧，因为它们不需要虚拟机管理程序的额外负载，而是直接在主机的内核中运行。这意味着与使用虚拟机相比，在给定的硬件组合上可以运行更多的容器。您甚至可以在实际上是虚拟机的主机中运行Docker容器！
Docker提供了工具和平台来管理容器的生命周期：
- 使用容器开发应用程序及其支持组件。
- 容器成为分发和测试应用程序的单元。
- 准备就绪后，可以将应用程序作为容器或协调服务部署到生产环境中。无论您的生产环境是本地数据中心，云提供商还是两者的混合，其工作原理都相同。
二、Docker Engine
Docker Engine是具有以下主要组件的客户端-服务器应用程序：
- 服务器是一种长期运行的程序，称为守护程序进程（ dockerd命令）。
- REST API，它指定程序可以用来与守护程序进行通信并指示其操作的接口。
- 命令行界面（CLI）客户端（docker命令）。
CLI使用Docker REST API通过脚本或直接CLI命令控制或与Docker守护程序交互。许多其他Docker应用程序都使用基础API和CLI。
注意：守护程序主要是创建和管理Docker对象，例如图像，容器，网络和卷。
三、Docker架构
Docker使用客户端-服务器架构。Docker 客户端与Docker 守护程序进行对话，该守护程序完成了构建，运行和分发Docker容器的繁重工作。Docker客户端和守护程序可以 在同一系统上运行，或者您可以将Docker客户端连接到远程Docker守护程序。Docker客户端和守护程序在UNIX套接字或网络接口上使用REST API进行通信。
1.Docker daemon(docker 守护进程)
Docker daemon（dockerd）监听Docker API请求并管理Docker对象，例如图像，容器，网络和卷。守护程序还可以与其他守护程序通信以管理Docker服务。
2.Docker client(Docker 客户端)
Docker客户端（docker）是许多Docker用户与Docker交互的主要方式。当您使用诸如之类的命令时docker run，客户端会将这些命令发送到dockerd，以执行这些命令。该docker命令使用Docker API。Docker客户端可以与多个守护程序通信。
3.Docker registries
Docker registry存储Docker images。Docker Hub是任何人都可以使用的公共注册中心，并且Docker配置为默认在Docker Hub上查找镜像。您甚至可以运行自己的私人注册中心。 使用docker pull或docker run命令时，所需的图像将从配置的注册表中提取。使用该docker push命令时，推送镜像到配置的注册中心。
4.Docker objects(docker 对象)
使用Docker时，您正在创建和使用映像，容器，网络，卷，插件和其他对象。本节是其中一些对象的简要概述。
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(1)镜像： 镜像是用于创建一个docker容器指令的只读模板。通常，一个镜像基于另一个镜像，并进行一些其他自定义。例如，您可以基于该ubuntu 镜像构建镜像，但是安装Apache Web服务器和您的应用程序，以及运行该应用程序所需的配置详细信息。 您可以创建自己的镜像，也可以仅使用其他人创建并在注册表中发布的镜像。要构建自己的镜像，您可以 使用简单的语法创建一个Dockerfile，以定义创建镜像并运行它所需的步骤。Dockerfile中的每条指令都会在镜像中创建一个层。当您更改Dockerfile并重建镜像时，仅重建那些已更改的层。与其他虚拟化技术相比，这是使镜像如此轻巧，小型和快速的部分原因。
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(2)容器： 容器是镜像的可运行实例。您可以使用Docker API或CLI创建，启动，停止，移动或删除容器。您可以将容器连接到一个或多个网络，将存储连接到它，甚至根据其当前状态创建一个新映像。 默认情况下，容器与其他容器及其主机之间的隔离度相对较高。您可以控制容器的网络，存储或其他基础子系统与其他容器或主机的隔离程度。 容器由其映像以及在创建或启动时为其提供的任何配置选项定义。删除容器后，未存储在永久性存储中的状态更改将消失。
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(3)服务： 服务允许你扩展在多个码头工人守护进程的容器，这是所有工作一起作为一个群有多个管理人员和工人。群的每个成员都是Docker守护程序，所有守护程序都使用Docker API进行通信。服务允许您定义所需的状态，例如在任何给定时间必须可用的服务副本的数量。默认情况下，该服务在所有工作节点之间是负载平衡的。对于消费者而言，Docker服务似乎是一个单独的应用程序。Docker Engine在Docker 1.12及更高版本中支持集群模式。
四、底层技术
命名空间
Docker使用一种称为namespaces提供容器的隔离工作区的技术。运行容器时，Docker会为该容器创建一组 名称空间。这些名称空间提供了一层隔离。容器的每个方面都在单独的名称空间中运行，并且其访问仅限于该名称空间。
Docker Engine在Linux上使用以下名称空间：
- pid命名空间：进程隔离（PID：进程ID）。
- net命名空间：管理网络接口（NET：网络）。
- ipc命名空间：管理访问IPC资源（IPC：进程间通信）。
- mnt命名空间：管理文件系统挂载点（MNT：摩）。
- uts命名空间：隔离内核和版本标识符。（UTS：Unix时间共享系统）。
对照组
Linux上的Docker引擎还依赖于另一种称为控制组 （cgroups）的技术。cgroup将应用程序限制为一组特定的资源。控制组允许Docker Engine将可用的硬件资源共享给容器，并有选择地实施限制和约束。例如，您可以限制特定容器可用的内存。
联合文件系统
联合文件系统或UnionFS是通过创建图层进行操作的文件系统，使其非常轻便且快速。Docker Engine使用UnionFS为容器提供构建模块。Docker Engine可以使用多个UnionFS变体，包括AUFS，btrfs，vfs和DeviceMapper。
注意：Docker 镜像是多层存储结构，并且可以继承、复用，因此不同镜像可能会因为使用相同的基础镜像，从而拥有共同的层。由于基于 Union FS技术(联合文件系统)，相同的层只需要保存一份即可，所以实际镜像硬盘使用空间可能要比这个小的多。
比如下拉取如下镜像，由于已经存在部分的同样的层的(sha唯一)，所以不需要再去拉取
user@user:~$ sudo docker pull openjdk:8-jre-alpine
8-jre-alpine: Pulling from library/openjdk
e7c96db7181b: Already exists ##已经存在
f910a506b6cb: Already exists ##已经存在
b6abafe80f63: Pull complete
Digest: sha256:f362b165b870ef129cbe730f29065ff37399c0aa8bcab3e44b51c302938c9193
Status: Downloaded newer image for openjdk:8-jre-alpine
docker.io/library/openjdk:8-jre-alpine
docker image ls 命令列出的镜像体积总和并非是所有镜像实际消耗硬盘空间，可以通过以下命令来查看镜像、容器、数据卷所占用的空间。
user@user:~$ sudo docker system df
TYPE TOTAL ACTIVE SIZE RECLAIMABLE
Images 71 14 18.29GB 15.84GB (86%)
Containers 14 14 9.873MB 0B (0%)
Local Volumes 253 11 5.656GB 5.654GB (99%)
Build Cache 0 0 0B 0B
容器格式
Docker Engine将名称空间，控制组和UnionFS组合到一个称为容器格式的包装器中。默认容器格式为libcontainer。将来，Docker可以通过与BSD Jails或Solaris Zones等技术集成来支持其他容器格式。
资料： 官方文档
