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本书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。

作者通过大量的流程图和代码片段对Docker的架构、Docker的重要模块，特别是对Swarm、Machine和Compose这三个模块进行了详细介绍和深度剖析，无论是Docker的使用者还是开发者，通过阅读此书都可以对Docker有更深刻的理解，能够更好的使用或者开发Docker。

目录

赞誉

序

前言

第1章　Docker架构

1

1.1　引言

1

1.2　Docker总架构图

2

1.3　Docker各模块功能与实现分析

3

1.3.1　Docker Client

4

1.3.2　Docker Daemon

4

1.3.3　Docker Registry

6

1.3.4　Graph

7

1.3.5　Driver

7

1.3.6　libcontainer

10

1.3.7　Docker Container

10

1.4　Docker运行案例分析

11

1.4.1　docker pull

11

1.4.2　docker run

12

1.5　总结

14

第2章　Docker Client创建与命令执行

15

2.1　引言

15

2.2　创建Docker Client

16

2.2.1　Docker命令的flag参数解析

17

2.2.2　处理flag信息并收集Docker Client的配置信息

20

2.2.3　如何创建Docker Client

22

2.3　Docker命令执行

24

2.3.1　Docker Client解析请求命令

24

2.3.2　Docker Client执行请求命令

25

2.4　总结

27

第3章　启动Docker Daemon

28

3.1　引言

28

3.2　Docker Daemon的启动流程

29

3.3　mainDaemon()的具体实现

30

3.3.1　配置初始化

30

3.3.2　flag参数检查

32

3.3.3　创建engine对象

33

3.3.4　设置engine的信号捕获

34

3.3.5　加载builtins

35

3.3.6　使用goroutine加载daemon

对象并运行

38

3.3.7　打印Docker版本及驱动信息

41

3.3.8　serveapi的创建与运行

42

3.4　总结

42

第4章　Docker Daemon之NewDaemon实现

43

4.1　引言

43

4.2　NewDaemon具体实现

44

4.3　应用配置信息

45

4.3.1　配置Docker容器的MTU

45

4.3.2　检测网桥配置信息

46

4.3.3　查验容器间的通信配置

46

4.3.4　处理网络功能配置

47

4.3.5　处理PID文件配置

47

4.4　检测系统支持及用户权限

48

4.5　配置工作路径

49

4.6　加载并配置graphdriver

49

4.6.1　创建graphdriver

49

4.6.2　验证btrfs与SELinux的兼容性

51

4.6.3　创建容器仓库目录

51

4.6.4　迁移容器至aufs类型

51

4.6.5　创建镜像graph

52

4.6.6　创建volumesdriver以及volumes graph

53

4.6.7　创建TagStore

53

4.7　配置Docker Daemon网络环境

54

4.7.1　创建Docker网络设备

55

4.7.2　启用iptables功能

55

4.7.3　启用系统数据包转发功能

56

4.7.4　创建DOCKER链

56

4.7.5　注册处理方法至Engine

57

4.8　创建graphdb并初始化

57

4.9　创建execdriver

58

4.10　创建daemon实例

59

4.11　检测DNS配置

60

4.12　启动时加载已有Docker容器

61

4.13　设置shutdown的处理方法

61

4.14　返回daemon对象实例

62

4.15　总结

62

第5章　Docker Server的创建

63

5.1　引言

63

5.2　Docker Server创建流程

63

5.2.1　创建名为“serveapi”的Job

64

5.2.2　配置Job环境变量

64

5.2.3　运行Job

65

5.3　ServeApi运行流程

65

5.4　ListenAndServe实现

68

5.4.1　创建router路由实例

69

5.4.2　创建listener监听实例

74

5.4.3　创建http.Server

74

5.4.4　启动API服务

75

5.5　总结

75

第6章　Docker Daemon网络

76

6.1　引言

76

6.2　Docker Daemon网络介绍

77

6.3　Docker Daemon网络配置接口

78

6.4　Docker Daemon网络初始化

79

6.4.1　启动Docker Daemon传递flag参数

80

6.4.2　解析网络flag参数

80

6.4.3　预处理flag参数

80

6.4.4　确定Docker网络模式

81

6.5　创建Docker网桥

82

6.5.1　提取环境变量

83

6.5.2　确定Docker网桥设备名

83

6.5.3　查找bridgeIface网桥设备

83

6.5.4　bridgeIface已创建

84

6.5.5　bridgeIface未创建

85

6.5.6　获取网桥设备的网络地址

88

6.5.7　配置Docker Daemon的iptables

88

6.5.8　配置网络设备间数据报转发功能

88

6.5.9　注册网络Handler

89

6.6　总结

89

第7章　Docker容器网络

90

7.1　引言

90

7.2　Docker容器网络模式

93

7.2.1　bridge桥接模式

93

7.2.2　host模式

95

7.2.3　other container模式

96

7.2.4　none模式

97

7.3　Docker Client配置容器网络模式

97

7.3.1　使用Docker Client

98

7.3.2　runconfig包解析

98

7.3.3　CmdRun执行

102

7.4　Docker Daemon创建容器网络流程

103

7.4.1　创建容器之网络配置

103

7.4.2　启动容器之网络配置

105

7.5　execdriver网络执行流程

111

7.5.1　创建libcontainer的Config对象

112

7.5.2　调用libcontainer的namespaces启动容器

116

7.6　libcontainer实现内核态网络配置

117

7.6.1　创建exec.Cmd

118

7.6.2　启动exec.Cmd创建进程

119

7.6.3　为容器进程初始化网络环境

120

7.7　总结

122

第8章　Docker镜像

123

8.1　引言

123

8.2　Docker镜像介绍

124

8.3　rootfs

124

8.4　Union Mount

125

8.5　image

127

8.6　layer

128

8.7　总结

129

第9章　Docker镜像下载

130

9.1　引言

130

9.2　Docker镜像下载流程

131

9.3　Docker Client

131

9.3.1　解析镜像参数

132

9.3.2　配置认证信息

136

9.3.3　发送API请求

137

9.4　Docker Server

138

9.4.1　解析请求参数

138

9.4.2　创建并配置Job

139

9.4.3　触发执行Job

139

9.5　Docker Daemon

140

9.5.1　解析Job参数

140

9.5.2　创建session对象

141

9.5.3　执行镜像下载

142

9.6　总结

147

第10章　Docker镜像存储

149

10.1　引言

149

10.2　镜像注册

150

10.3　验证镜像ID

151

10.4　创建镜像路径

152

10.4.1　创建mnt、diff和layers子目录

153

10.4.2　挂载祖先镜像并返回根目录

155

10.5　存储镜像内容

157

10.5.1　解压镜像内容

158

10.5.2　收集镜像大小并记录

160

10.5.3　存储jsonData信息

161

10.6　注册镜像ID

162

10.7　总结

163

第11章　docker build实现

164

11.1　引言

164

11.2　docker build执行流程

165

11.2.1　Docker Client与docker build

166

11.2.2　Docker Server与docker build

170

11.2.3　Docker Daemon与docker build

171

11.3　Dockerfile命令解析流程

174

11.4　Dockerfile命令分析

177

11.4.1　FROM命令

177

11.4.2　RUN命令

178

11.4.3　ENV命令

182

11.5　总结

182

第12章　Docker容器创建

183

12.1　引言

183

12.2　Docker容器运行流程

184

12.3　Docker Daemon创建容器对象

185

12.3.1　LookupImage

186

12.3.2　CheckDepth

188

12.3.3　mergeAndVerifyConfig

188

12.3.4　newContainer

189

12.3.5　createRootfs

190

12.3.6　ToDisk

190

12.3.7　Register

191

12.4　Docker Daemon启动容器

191

12.4.1　setupContainerDns

192

12.4.2　Mount

193

12.4.3　initializeNetworking

194

12.4.4　verifyDaemonSetting

194

12.4.5　prepareVolumesForContainer

195

12.4.6　setupLinkedContainers

196

12.4.7　setupWorkingDirectory

199

12.4.8　createDaemonEnvironment

199

12.4.9　populateCommand

200

12.4.10　setupMountsForContainer

200

12.4.11　waitForStart

201

12.5　总结

202

第13章　dockerinit启动

203

13.1　引言

203

13.2　dockerinit介绍

204

13.2.1　dockerinit初始化内容

204

13.2.2　dockerinit与Docker Daemon

204

13.3　dockerinit执行入口

205

13.3.1　createCommand分析

205

13.3.2　namespace.exec

207

13.4　dockerinit运行

208

13.4.1　reexec.Init()的分析

208

13.4.2　dockerinit的执行流程

210

13.5　libcontainer的运行

211

13.5.1　Docker Daemon设置cgroups参数

213

13.5.2　Docker Daemon创建网络栈资源

213

13.5.3　dockerinit配置网络栈

213

13.5.4　dockerinit初始化mount namespace

215

13.5.5　dockerinit完成namespace配置

215

13.5.6　dockerinit执行用户命令Entrypoint

217

13.6　总结

218

第14章　libcontainer介绍

219

14.1　引言

219

14.2　Docker、libcontainer以及LXC的关系

220

14.3　libcontainer模块分析

221

14.3.1　namespace

221

14.3.2　cgroup

224

14.3.3　网络

225

14.3.4　挂载

226

14.3.5　设备

227

14.3.6　nsinit

227

14.3.7　其他模块

227

14.4　总结

228

第15章　Swarm架构设计与实现

229

15.1　引言

229

15.2　Swarm架构

230

15.2.1　Swarm Node

231

15.2.2　Docker Node

231

15.2.3　node discovery

231

15.2.4　scheduler

232

15.3　Swarm命令

232

15.3.1　swarm create

232

15.3.2　swarm manage

232

15.3.3　swarm join

233

15.3.4　swarm list

234

15.4　总结

234

第16章　Machine架构设计与实现

235

16.1　引言

235

16.2　Machine架构

236

16.2.1　Machine

237

16.2.2　Store

237

16.2.3　Host

237

16.2.4　Driver

238

16.2.5　Provisioner

238

16.2.6　Machine运行流程

239

16.3　Machine与Swarm的结合

240

16.4　总结

241

第17章　Compose架构设计与实现

242

17.1　引言

242

17.2　Compose介绍

242

17.3　Compose架构

243

17.4　Compose评价

246

17.4.1　Compose单机能力

246

17.4.2　Compose跨节点能力

247

17.4.3　Compose与Swarm

247

17.5　总结

247

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。

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书籍介绍

本书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。

作者通过大量的流程图和代码片段对Docker的架构、Docker的重要模块，特别是对Swarm、Machine和Compose这三个模块进行了详细介绍和深度剖析，无论是Docker的使用者还是开发者，通过阅读此书都可以对Docker有更深刻的理解，能够更好的使用或者开发Docker。