Dragonfly 成为 CNCF 孵化项目我们与基金会首位华人 TOC 聊了聊( 二 )

Registry：容器镜像的存储仓库，每个镜像由多个镜像层组成，而每个镜像层又表现为一个普通文件；

SuperNode：Dragonfly的服务端，它主要负责种子块的生命周期管理以及构造 P2P 网络并调度客户端互传指定分块；

Block：当通过 Dragonfly下载某层镜像文件时， SuperNode 会把整个文件拆分成一个个的块， SuperNode 中的分块称为种子块，种子块由若干初始客户端下载并迅速在所有客户端之间传播，其中分块大小通过动态计算而来；

DFget：Dragonfly 的客户端，安装在每台主机上，主要负责分块的上传与下载以及与容器 Daemon 的命令交互；

Peer：下载同一个文件的 Host 彼此之间称为 Peer 。

处理步骤如下：
1.首先由 Pouch Container 发起 Pull 镜像命令，该命令会被 DFget 代理截获；2.然后由 DFget 向 SuperNode 发送调度请求；3.SuperNode 在收到请求后会检查对应的文件是否已经被缓存到本地，如果没有被缓存，则会从 Registry 中下载对应的文件并生成种子块数据（种子块一旦生成就可以立即传播，而并不需要等到 SuperNode 下载完成整个文件后才开始分发），如果已经被缓存，则直接生成分块任务；4.客户端解析相应的任务并从其他 Peer 或者 SuperNode 中下载分块数据，当某个 Layer 的所有分块下载完成后，一个 Layer 也就下载完毕，此时会传递给容器引擎使用，而当所有的 Layer 下载完成后，整个镜像也就下载完成了。
通过上述 P2P 技术， Dragonfly 可以彻底解决镜像仓库的带宽瓶颈问题，充分利用各个 Peer 的硬件资源和网络传输能力，达到规模越大传输越快的效果。值得一提的是， Dragonfly 的系统架构不涉及对容器技术体系的任何改动，完全可以无缝支持容器使其拥有 P2P 镜像分发能力，以大幅提升文件分发效率。
2. 远距离传输
Dragonfly 通过 CDN 缓存技术，使每个客户端可以就近从 SuperNode 中下载种子块，而无需跨地域进行网络传输。 CDN 缓存原理大致如下：

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本文插图
同一个文件的第一个请求者会触发检查机制，根据请求信息计算出缓存位置，如果缓存不存在，则触发回源同步操作生成种子块；否则向源站发送 HEAD 请求并带上 If-Modified-Since 字段，该字段的值为上次服务器返回的文件最后修改时间，如果响应码为 304 ，则表示源站中的文件目前还未被修改过，缓存文件是有效的，然后再根据缓存文件的元信息确定文件是否是完整的，如果完整，则缓存完全命中；否则需要通过断点续传方式把剩下的文件分段下载过来，断点续传的前提是源站必须支持分段下载，否则还是要同步整个文件。如果 HEAD 请求的响应码为 200 ，则表示源站文件已被修改过，缓存无效，此时需要进行回源同步操作；如果响应码既不是 304 也不是 200 ，则表示源站异常或地址无效，下载任务直接失败。
通过 CDN 缓存技术可以解决客户端回源下载以及就近下载的问题，但是如果缓存不命中，针对跨域远距离传输的场景， SuperNode 回源同步的效率将会非常低，这会直接影响到整体的分发效率，为了解决该问题， Dragonfly 采用了一种自动化层级预热机制来最大程度的提升缓存命中率，其大致原理如下：

本文插图
通过 Push 命令把镜像文件推送到 Registry 的过程中，每推送完一层镜像就会立即触发 SuperNode 以 P2P 方式把该层镜像同步到 SuperNode 本地，通过这种方式，可以充分利用用户执行 Push 和 Pull 操作的时间间隙（大概 10 分钟左右），把镜像的各层文件同步到 SuperNode 中，这样当用户执行 Pull 命令时，就可以直接利用 SuperNode 中的缓存文件，自然而然也就没有远距离传输的问题了。