Dokcer 组成原理简介

　　首先来张图了解Docker的组成

　　

重要　　

　　Docker在启动容器的时候，需要创建文件系统，为rootfs提供挂载点。最初Docker仅能在支持Aufs文件系统的Linux发行版上运行，但是由于Aufs未能加入Linux内核，为了寻求兼容性、扩展性，Docker在内部通过graphdriver机制这种可扩展的方式来实现对不同文件系统的支持。目前，Docker支持Aufs，Devicemapper，Btrfs和Vfs四种文件系统。　　

Docker镜像

　　典型的Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成，bootfs(boot file system)主要包含 bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel，当kernel被加载到内存中后 bootfs就被umount了。 rootfs (root file system) 包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。　　

　　Docker容器是建立在Aufs基础上的，Aufs（以前称之为Another Union FS，后来绝不不够高大上，更名为Advanced Union FS）是一种Union FS， 简单来说就是支持将不同的目录挂载到同一个虚拟文件系统下，并实现一种layer的概念。Aufs将挂载到同一虚拟文件系统下的多个目录分别设置成read-only，read-write以及whiteout-able权限，对read-only目录只能读，而写操作只能实施在read-write目录中。重点在于，写操作是在read-only上的一种增量操作，不影响read-only目录。当挂载目录的时候要严格按照各目录之间的这种增量关系，将被增量操作的目录优先于在它基础上增量操作的目录挂载，待所有目录挂载结束了，继续挂载一个read-write目录，如此便形成了一种层次结构。

与传统系统加载的区别

　　Docker镜像的典型结构如下图。　　

　　【重点】

　　传统的Linux加载bootfs时会先将rootfs设为read-only，然后在系统自检之后将rootfs从read-only改为read-write，然后我们就可以在rootfs上进行写和读的操作了。

　　但Docker的镜像却不是这样，它在bootfs自检完毕之后并不会把rootfs的read-only改为read-write。而是利用union mount（UnionFS的一种挂载机制）将一个或多个read-only的rootfs加载到之前的read-only的rootfs层之上。在加载了这么多层的rootfs之后，仍然让它看起来只像是一个文件系统，在Docker的体系里把union mount的这些read-only的rootfs叫做Docker的镜像。但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs。

 

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【参考】

　　1.http://www.open-open.com/lib/view/open1440483391763.html 讲述在ubuntu下面aufs的实现原理以及实践

　　2.http://www.infoq.com/cn/articles/analysis-of-docker-file-system-aufs-and-devicemapper/ Docker基于aufs的实现原理以及二者的细微差别