Docker源码分析
赞誉
序
前言
第1章 Docker架构
1.1 引言
1.2 Docker总架构图
1.3 Docker各模块功能与实现分析
1.3.1 Docker Client
1.3.2 Docker Daemon
1.3.3 Docker Registry
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序
前言
第1章 Docker架构
1.1 引言
1.2 Docker总架构图
1.3 Docker各模块功能与实现分析
1.3.1 Docker Client
1.3.2 Docker Daemon
1.3.3 Docker Registry
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孙宏亮，硕士，浙江大学毕业，现为DaoCloud软件工程师，主要负责企业级容器云平台的研发工作。数年来一直从事云计算、PaaS领域的研究与实践，是国内较早一批接触Docker的先行者，同时也是Docker技术的推广者。
《Docker源码分析》是一本引导读者深入了解Docker实现原理的技术普及读物，主要目标是通过对Docker架构和源代码的详细讲解和解剖，帮助读者对Docker的底层实现有一个全面的理解。本书的内容主要集中于三部分：Docker的架构、Docker的模块，以及Docker的三驾马车Swarm、Machine和Compose。
一部分（第1章）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（第2～14章）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DockerClient、DockerDaemon、DockerServer、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2～8章主要从Dock…
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一部分（第1章）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（第2～14章）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DockerClient、DockerDaemon、DockerServer、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2～8章主要从Dock…
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前言
第1章 Docker架构
1.1 引言
1.2 Docker总架构图
1.3 Docker各模块功能与实现分析
1.3.1 Docker Client
1.3.2 Docker Daemon
1.3.3 Docker Registry
1.3.4 Graph
1.3.5 Driver
1.3.6 libcontainer
1.3.7 Docker Container
1.4 Docker运行案例分析
1.4.1 docker pull
1.4.2 docker run
1.5 总结
第2章 Docker Client创建与命令执行
2.1 引言
2.2 创建Docker Client
2.2.1 Docker命令的flag参数解析
2.2.2 处理flag信息并收集Docker Client的配置信息
2.2.3 如何创建Docker Client
2.3 Docker命令执行
2.3.1 Docker Client解析请求命令
2.3.2 Docker Client执行请求命令
2.4 总结
第3章 启动Docker Daemon
3.1 引言
3.2 Docker Daemon的启动流程
3.3 mainDaemon()的具体实现
3.3.1 配置初始化
3.3.2 flag参数检查
3.3.3 创建engine对象
3.3.4 设置engine的信号捕获
3.3.5 加载builtins
3.3.6 使用goroutine加载daemon
对象并运行
3.3.7 打印Docker版本及驱动信息
3.3.8 serveapi的创建与运行
3.4 总结
第4章 Docker Daemon之NewDaemon实现
4.1 引言
4.2 NewDaemon具体实现
4.3 应用配置信息
4.3.1 配置Docker容器的MTU
4.3.2 检测网桥配置信息
4.3.3 查验容器间的通信配置
4.3.4 处理网络功能配置
4.3.5 处理PID文件配置
4.4 检测系统支持及用户权限
4.5 配置工作路径
4.6 加载并配置graphdriver
4.6.1 创建graphdriver
4.6.2 验证btrfs与SELinux的兼容性
4.6.3 创建容器仓库目录
4.6.4 迁移容器至aufs类型
4.6.5 创建镜像graph
4.6.6 创建volumesdriver以及volumes graph
4.6.7 创建TagStore
4.7 配置Docker Daemon网络环境
4.7.1 创建Docker网络设备
4.7.2 启用iptables功能
4.7.3 启用系统数据包转发功能
4.7.4 创建DOCKER链
4.7.5 注册处理方法至Engine
4.8 创建graphdb并初始化
4.9 创建execdriver
4.10 创建daemon实例
4.11 检测DNS配置
4.12 启动时加载已有Docker容器
4.13 设置shutdown的处理方法
4.14 返回daemon对象实例
4.15 总结
第5章 Docker Server的创建
5.1 引言
5.2 Docker Server创建流程
5.2.1 创建名为"serveapi"的Job
5.2.2 配置Job环境变量
5.2.3 运行Job
5.3 ServeApi运行流程
5.4 ListenAndServe实现
5.4.1 创建router路由实例
5.4.2 创建listener监听实例
5.4.3 创建http.Server
5.4.4 启动API服务
5.5 总结
第6章 Docker Daemon网络
6.1 引言
6.2 Docker Daemon网络介绍
6.3 Docker Daemon网络配置接口
6.4 Docker Daemon网络初始化
6.4.1 启动Docker Daemon传递flag参数
6.4.2 解析网络flag参数
6.4.3 预处理flag参数
6.4.4 确定Docker网络模式
6.5 创建Docker网桥
6.5.1 提取环境变量
6.5.2 确定Docker网桥设备名
6.5.3 查找bridgeIface网桥设备
6.5.4 bridgeIface已创建
6.5.5 bridgeIface未创建
6.5.6 获取网桥设备的网络地址
6.5.7 配置Docker Daemon的iptables
6.5.8 配置网络设备间数据报转发功能
6.5.9 注册网络Handler
6.6 总结
第7章 Docker容器网络
7.1 引言
7.2 Docker容器网络模式
7.2.1 bridge桥接模式
7.2.2 host模式
7.2.3 other container模式
7.2.4 none模式
7.3 Docker Client配置容器网络模式
7.3.1 使用Docker Client
7.3.2 runconfig包解析
7.3.3 CmdRun执行
7.4 Docker Daemon创建容器网络流程
7.4.1 创建容器之网络配置
7.4.2 启动容器之网络配置
7.5 execdriver网络执行流程
7.5.1 创建libcontainer的Config对象
7.5.2 调用libcontainer的namespaces启动容器
7.6 libcontainer实现内核态网络配置
7.6.1 创建exec.Cmd
7.6.2 启动exec.Cmd创建进程
7.6.3 为容器进程初始化网络环境
7.7 总结
第8章 Docker镜像
8.1 引言
8.2 Docker镜像介绍
8.3 rootfs
8.4 Union Mount
8.5 image
8.6 layer
8.7 总结
第9章 Docker镜像下载
9.1 引言
9.2 Docker镜像下载流程
9.3 Docker Client
9.3.1 解析镜像参数
9.3.2 配置认证信息
9.3.3 发送API请求
9.4 Docker Server
9.4.1 解析请求参数
9.4.2 创建并配置Job
9.4.3 触发执行Job
9.5 Docker Daemon
9.5.1 解析Job参数
9.5.2 创建session对象
9.5.3 执行镜像下载
9.6 总结
第10章 Docker镜像存储
10.1 引言
10.2 镜像注册
10.3 验证镜像ID
10.4 创建镜像路径
10.4.1 创建mnt、diff和layers子目录
10.4.2 挂载祖先镜像并返回根目录
10.5 存储镜像内容
10.5.1 解压镜像内容
10.5.2 收集镜像大小并记录
10.5.3 存储jsonData信息
10.6 注册镜像ID
10.7 总结
第11章 docker build实现
11.1 引言
11.2 docker build执行流程
11.2.1 Docker Client与docker build
11.2.2 Docker Server与docker build
11.2.3 Docker Daemon与docker build
11.3 Dockerfile命令解析流程
11.4 Dockerfile命令分析
11.4.1 FROM命令
11.4.2 RUN命令
11.4.3 ENV命令
11.5 总结
第12章 Docker容器创建
12.1 引言
12.2 Docker容器运行流程
12.3 Docker Daemon创建容器对象
12.3.1 LookupImage
12.3.2 CheckDepth
12.3.3 mergeAndVerifyConfig
12.3.4 newContainer
12.3.5 createRootfs
12.3.6 ToDisk
12.3.7 Register
12.4 Docker Daemon启动容器
12.4.1 setupContainerDns
12.4.2 Mount
12.4.3 initializeNetworking
12.4.4 verifyDaemonSetting
12.4.5 prepareVolumesForContainer
12.4.6 setupLinkedContainers
12.4.7 setupWorkingDirectory
12.4.8 createDaemonEnvironment
12.4.9 populateCommand
12.4.10 setupMountsForContainer
12.4.11 waitForStart
12.5 总结
第13章 dockerinit启动
13.1 引言
13.2 dockerinit介绍
13.2.1 dockerinit初始化内容
13.2.2 dockerinit与Docker Daemon
13.3 dockerinit执行入口
13.3.1 createCommand分析
13.3.2 namespace.exec
13.4 dockerinit运行
13.4.1 reexec.Init()的分析
13.4.2 dockerinit的执行流程
13.5 libcontainer的运行
13.5.1 Docker Daemon设置cgroups参数
13.5.2 Docker Daemon创建网络栈资源
13.5.3 dockerinit配置网络栈
13.5.4 dockerinit初始化mount namespace
13.5.5 dockerinit完成namespace配置
13.5.6 dockerinit执行用户命令Entrypoint
13.6 总结
第14章 libcontainer介绍
14.1 引言
14.2 Docker、libcontainer以及LXC的关系
14.3 libcontainer模块分析
14.3.1 namespace
14.3.2 cgroup
14.3.3 网络
14.3.4 挂载
14.3.5 设备
14.3.6 nsinit
14.3.7 其他模块
14.4 总结
第15章 Swarm架构设计与实现
15.1 引言
15.2 Swarm架构
15.2.1 Swarm Node
15.2.2 Docker Node
15.2.3 node discovery
15.2.4 scheduler
15.3 Swarm命令
15.3.1 swarm create
15.3.2 swarm manage
15.3.3 swarm join
15.3.4 swarm list
15.4 总结
第16章 Machine架构设计与实现
16.1 引言
16.2 Machine架构
16.2.1 Machine
16.2.2 Store
16.2.3 Host
16.2.4 Driver
16.2.5 Provisioner
16.2.6 Machine运行流程
16.3 Machine与Swarm的结合
16.4 总结
第17章 Compose架构设计与实现
17.1 引言
17.2 Compose介绍
17.3 Compose架构
17.4 Compose评价
17.4.1 Compose单机能力
17.4.2 Compose跨节点能力
17.4.3 Compose与Swarm
17.5 总结
^ 收 起
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前言
第1章 Docker架构
1.1 引言
1.2 Docker总架构图
1.3 Docker各模块功能与实现分析
1.3.1 Docker Client
1.3.2 Docker Daemon
1.3.3 Docker Registry
1.3.4 Graph
1.3.5 Driver
1.3.6 libcontainer
1.3.7 Docker Container
1.4 Docker运行案例分析
1.4.1 docker pull
1.4.2 docker run
1.5 总结
第2章 Docker Client创建与命令执行
2.1 引言
2.2 创建Docker Client
2.2.1 Docker命令的flag参数解析
2.2.2 处理flag信息并收集Docker Client的配置信息
2.2.3 如何创建Docker Client
2.3 Docker命令执行
2.3.1 Docker Client解析请求命令
2.3.2 Docker Client执行请求命令
2.4 总结
第3章 启动Docker Daemon
3.1 引言
3.2 Docker Daemon的启动流程
3.3 mainDaemon()的具体实现
3.3.1 配置初始化
3.3.2 flag参数检查
3.3.3 创建engine对象
3.3.4 设置engine的信号捕获
3.3.5 加载builtins
3.3.6 使用goroutine加载daemon
对象并运行
3.3.7 打印Docker版本及驱动信息
3.3.8 serveapi的创建与运行
3.4 总结
第4章 Docker Daemon之NewDaemon实现
4.1 引言
4.2 NewDaemon具体实现
4.3 应用配置信息
4.3.1 配置Docker容器的MTU
4.3.2 检测网桥配置信息
4.3.3 查验容器间的通信配置
4.3.4 处理网络功能配置
4.3.5 处理PID文件配置
4.4 检测系统支持及用户权限
4.5 配置工作路径
4.6 加载并配置graphdriver
4.6.1 创建graphdriver
4.6.2 验证btrfs与SELinux的兼容性
4.6.3 创建容器仓库目录
4.6.4 迁移容器至aufs类型
4.6.5 创建镜像graph
4.6.6 创建volumesdriver以及volumes graph
4.6.7 创建TagStore
4.7 配置Docker Daemon网络环境
4.7.1 创建Docker网络设备
4.7.2 启用iptables功能
4.7.3 启用系统数据包转发功能
4.7.4 创建DOCKER链
4.7.5 注册处理方法至Engine
4.8 创建graphdb并初始化
4.9 创建execdriver
4.10 创建daemon实例
4.11 检测DNS配置
4.12 启动时加载已有Docker容器
4.13 设置shutdown的处理方法
4.14 返回daemon对象实例
4.15 总结
第5章 Docker Server的创建
5.1 引言
5.2 Docker Server创建流程
5.2.1 创建名为"serveapi"的Job
5.2.2 配置Job环境变量
5.2.3 运行Job
5.3 ServeApi运行流程
5.4 ListenAndServe实现
5.4.1 创建router路由实例
5.4.2 创建listener监听实例
5.4.3 创建http.Server
5.4.4 启动API服务
5.5 总结
第6章 Docker Daemon网络
6.1 引言
6.2 Docker Daemon网络介绍
6.3 Docker Daemon网络配置接口
6.4 Docker Daemon网络初始化
6.4.1 启动Docker Daemon传递flag参数
6.4.2 解析网络flag参数
6.4.3 预处理flag参数
6.4.4 确定Docker网络模式
6.5 创建Docker网桥
6.5.1 提取环境变量
6.5.2 确定Docker网桥设备名
6.5.3 查找bridgeIface网桥设备
6.5.4 bridgeIface已创建
6.5.5 bridgeIface未创建
6.5.6 获取网桥设备的网络地址
6.5.7 配置Docker Daemon的iptables
6.5.8 配置网络设备间数据报转发功能
6.5.9 注册网络Handler
6.6 总结
第7章 Docker容器网络
7.1 引言
7.2 Docker容器网络模式
7.2.1 bridge桥接模式
7.2.2 host模式
7.2.3 other container模式
7.2.4 none模式
7.3 Docker Client配置容器网络模式
7.3.1 使用Docker Client
7.3.2 runconfig包解析
7.3.3 CmdRun执行
7.4 Docker Daemon创建容器网络流程
7.4.1 创建容器之网络配置
7.4.2 启动容器之网络配置
7.5 execdriver网络执行流程
7.5.1 创建libcontainer的Config对象
7.5.2 调用libcontainer的namespaces启动容器
7.6 libcontainer实现内核态网络配置
7.6.1 创建exec.Cmd
7.6.2 启动exec.Cmd创建进程
7.6.3 为容器进程初始化网络环境
7.7 总结
第8章 Docker镜像
8.1 引言
8.2 Docker镜像介绍
8.3 rootfs
8.4 Union Mount
8.5 image
8.6 layer
8.7 总结
第9章 Docker镜像下载
9.1 引言
9.2 Docker镜像下载流程
9.3 Docker Client
9.3.1 解析镜像参数
9.3.2 配置认证信息
9.3.3 发送API请求
9.4 Docker Server
9.4.1 解析请求参数
9.4.2 创建并配置Job
9.4.3 触发执行Job
9.5 Docker Daemon
9.5.1 解析Job参数
9.5.2 创建session对象
9.5.3 执行镜像下载
9.6 总结
第10章 Docker镜像存储
10.1 引言
10.2 镜像注册
10.3 验证镜像ID
10.4 创建镜像路径
10.4.1 创建mnt、diff和layers子目录
10.4.2 挂载祖先镜像并返回根目录
10.5 存储镜像内容
10.5.1 解压镜像内容
10.5.2 收集镜像大小并记录
10.5.3 存储jsonData信息
10.6 注册镜像ID
10.7 总结
第11章 docker build实现
11.1 引言
11.2 docker build执行流程
11.2.1 Docker Client与docker build
11.2.2 Docker Server与docker build
11.2.3 Docker Daemon与docker build
11.3 Dockerfile命令解析流程
11.4 Dockerfile命令分析
11.4.1 FROM命令
11.4.2 RUN命令
11.4.3 ENV命令
11.5 总结
第12章 Docker容器创建
12.1 引言
12.2 Docker容器运行流程
12.3 Docker Daemon创建容器对象
12.3.1 LookupImage
12.3.2 CheckDepth
12.3.3 mergeAndVerifyConfig
12.3.4 newContainer
12.3.5 createRootfs
12.3.6 ToDisk
12.3.7 Register
12.4 Docker Daemon启动容器
12.4.1 setupContainerDns
12.4.2 Mount
12.4.3 initializeNetworking
12.4.4 verifyDaemonSetting
12.4.5 prepareVolumesForContainer
12.4.6 setupLinkedContainers
12.4.7 setupWorkingDirectory
12.4.8 createDaemonEnvironment
12.4.9 populateCommand
12.4.10 setupMountsForContainer
12.4.11 waitForStart
12.5 总结
第13章 dockerinit启动
13.1 引言
13.2 dockerinit介绍
13.2.1 dockerinit初始化内容
13.2.2 dockerinit与Docker Daemon
13.3 dockerinit执行入口
13.3.1 createCommand分析
13.3.2 namespace.exec
13.4 dockerinit运行
13.4.1 reexec.Init()的分析
13.4.2 dockerinit的执行流程
13.5 libcontainer的运行
13.5.1 Docker Daemon设置cgroups参数
13.5.2 Docker Daemon创建网络栈资源
13.5.3 dockerinit配置网络栈
13.5.4 dockerinit初始化mount namespace
13.5.5 dockerinit完成namespace配置
13.5.6 dockerinit执行用户命令Entrypoint
13.6 总结
第14章 libcontainer介绍
14.1 引言
14.2 Docker、libcontainer以及LXC的关系
14.3 libcontainer模块分析
14.3.1 namespace
14.3.2 cgroup
14.3.3 网络
14.3.4 挂载
14.3.5 设备
14.3.6 nsinit
14.3.7 其他模块
14.4 总结
第15章 Swarm架构设计与实现
15.1 引言
15.2 Swarm架构
15.2.1 Swarm Node
15.2.2 Docker Node
15.2.3 node discovery
15.2.4 scheduler
15.3 Swarm命令
15.3.1 swarm create
15.3.2 swarm manage
15.3.3 swarm join
15.3.4 swarm list
15.4 总结
第16章 Machine架构设计与实现
16.1 引言
16.2 Machine架构
16.2.1 Machine
16.2.2 Store
16.2.3 Host
16.2.4 Driver
16.2.5 Provisioner
16.2.6 Machine运行流程
16.3 Machine与Swarm的结合
16.4 总结
第17章 Compose架构设计与实现
17.1 引言
17.2 Compose介绍
17.3 Compose架构
17.4 Compose评价
17.4.1 Compose单机能力
17.4.2 Compose跨节点能力
17.4.3 Compose与Swarm
17.5 总结
^ 收 起
孙宏亮，硕士，浙江大学毕业，现为DaoCloud软件工程师，主要负责企业级容器云平台的研发工作。数年来一直从事云计算、PaaS领域的研究与实践，是国内较早一批接触Docker的先行者，同时也是Docker技术的推广者。
《Docker源码分析》是一本引导读者深入了解Docker实现原理的技术普及读物，主要目标是通过对Docker架构和源代码的详细讲解和解剖，帮助读者对Docker的底层实现有一个全面的理解。本书的内容主要集中于三部分：Docker的架构、Docker的模块，以及Docker的三驾马车Swarm、Machine和Compose。
一部分（第1章）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（第2～14章）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DockerClient、DockerDaemon、DockerServer、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2～8章主要从Docker软件的架构入手，勾勒骨架；第9～11章集中于Docker镜像技术，夯实基础；第12～14章则进一步分析Docker容器的始末，阐述本质。
第三部分（第15～17章）介绍Docker生态三驾马车—Swarm、Machine和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。读者可以通过这几章感受Docker生态中其他功能强大的软件。
^ 收 起
一部分（第1章）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（第2～14章）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DockerClient、DockerDaemon、DockerServer、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2～8章主要从Docker软件的架构入手，勾勒骨架；第9～11章集中于Docker镜像技术，夯实基础；第12～14章则进一步分析Docker容器的始末，阐述本质。
第三部分（第15～17章）介绍Docker生态三驾马车—Swarm、Machine和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。读者可以通过这几章感受Docker生态中其他功能强大的软件。
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