Технологии контейнеризации в последние годы стали важнейшей частью современной DevOps-инфраструктуры. Среди них особенно выделяется Docker — платформа, изменившая подход к упаковке, распространению и запуску приложений. В этой статье мы подробно разберем архитектуру Docker, ее основные компоненты, а также системные технологии, обеспечивающие изоляцию и безопасность контейнеров.
Клиент-серверная архитектура Docker
В основе Docker лежит клиент-серверная модель, обеспечивающая взаимодействие между пользователем и системой управления контейнерами.
- Клиент (docker CLI) — это командная утилита, которую пользователь запускает для создания, управления и мониторинга контейнеров. Она отправляет команды на сервер с помощью RESTful API.
- Docker Daemon (dockerd) — это фоновый процесс, запущенный на хост-системе. Именно он обрабатывает команды клиента, управляет контейнерами, образами, сетями и хранилищами.
Основные компоненты Docker
Контейнеры
Контейнер — это изолированное окружение, в котором запускается приложение. Он основан на образе и использует технологии ядра Linux для изоляции.
Контейнеры:
- не имеют своей ОС, а используют ядро хоста;
- легковесны по сравнению с виртуальными машинами;
- быстро запускаются и останавливаются;
- по идеологии Docker: один контейнер — одно приложение.
Образы (Images)
Образ — это шаблон файловой системы и метаданных, необходимых для запуска контейнера. Он состоит из нескольких слоев, каждый из которых может дополнять предыдущий.
Особенности:
- слои образов — только для чтения;
- возможны наложения с помощью AUFS, Btrfs, OverlayFS и др.;
- создание новых образов возможно через
Dockerfileили сохранением состояния контейнера.
Реестры (Registries)
Реестр Docker — это централизованное хранилище образов. Он может быть:
- публичным (например, Docker Hub);
- приватным (для внутреннего использования в компании).
Реестры состоят из репозиториев, которые, в свою очередь, содержат разные версии образов.
Технологии ядра Linux, лежащие в основе Docker
Docker использует стандартные технологии ядра Linux для обеспечения изоляции, ограничения и безопасности.
Контрольные группы (cgroups)
Cgroups позволяют ограничивать, приоритизировать и отслеживать использование ресурсов процессами.
Примеры контроллеров:
cpu— ограничивает использование CPU;memory— лимитирует использование памяти;blkio— контролирует I/O операции;devices— управляет доступом к устройствам;net_cls,freezer,perf_eventи др.
Пространства имен (Namespaces)
Namespaces обеспечивают изоляцию контейнеров. Каждый контейнер видит только свою часть системы.
Типы пространств имен:
PID— процессы;NET— сетевые интерфейсы;MNT— точки монтирования;UTS— хостнейм и информация о системе;IPC— взаимодействие между процессами;USER— пользователи и UID.
Привилегии и Capabilities
По умолчанию контейнеры запускаются с урезанными привилегиями. Это обеспечивает безопасность и предотвращает выполнение вредоносных операций.
Система Linux Capabilities позволяет разделить привилегии root-пользователя на отдельные флаги (например, CAP_NET_ADMIN, CAP_SYS_TIME) и управлять ими гибко.
Можно разрешать или запрещать:
- монтирование устройств;
- доступ к сокетам;
- изменение владельцев и атрибутов файлов и др.
Безопасность контейнеров
Для дополнительной безопасности в Docker могут использоваться мандатные системы контроля доступа:
- SELinux (Security-Enhanced Linux);
- AppArmor — профилирующая система безопасности.
Они позволяют создавать строгие политики, ограничивающие поведение контейнеров.
Заключение
Docker — это не просто инструмент для запуска приложений. Это целая инфраструктура, основанная на мощных технологиях ядра Linux. Понимание архитектуры Docker позволяет глубже осознать, как именно обеспечивается изоляция, безопасность и эффективность работы контейнеров.
Такая архитектура делает Docker универсальным решением — от разработки до промышленного развёртывания и масштабирования.
Was this helpful?
1 / 0