容器技术原理 – 记忆角落

容器技术原理

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容器技术原理

提起容器就不得不说 chroot,因为 chroot 是最早的容器雏形。chroot 意味着切换根目录,有了 chroot 就意味着我们可以把任何目录更改为当前进程的根目录,这与容器非常相似。

chroot

什么是 chroot 呢?下面是 chroot 维基百科定义:

chroot 是在 Unix 和 Linux 系统的一个操作,针对正在运作的软件行程和它的子进程,改变它外显的根目录。一个运行在这个环境下,经由 chroot 设置根目录的程序,它不能够对这个指定根目录之外的文件进行访问动作,不能读取,也不能更改它的内容。

通俗地说 ,chroot 就是可以改变某进程的根目录,使这个程序不能访问目录之外的其他目录,这个跟我们在一个容器中是很相似的。

Namespace

Namespace 是 Linux 内核的一项功能,该功能对内核资源进行隔离,使得容器中的进程都可以在单独的命名空间中运行,并且只可以访问当前容器命名空间的资源。Namespace 可以隔离进程 ID、主机名、用户 ID、文件名、网络访问和进程间通信等相关资源。

Docker 主要用到以下五种命名空间。

Cgroups

Cgroups 是一种 Linux 内核功能,可以限制和隔离进程的资源使用情况(CPU、内存、磁盘 I/O、网络等)。在容器的实现中,Cgroups 通常用来限制容器的 CPU 和内存等资源的使用。

联合文件系统

联合文件系统,又叫 UnionFS,是一种通过创建文件层进程操作的文件系统,因此,联合文件系统非常轻快。Docker 使用联合文件系统为容器提供构建层,使得容器可以实现写时复制以及镜像的分层构建和存储。常用的联合文件系统有 AUFS、Overlay 和 Devicemapper 等。

Docker 是利用 Linux 的 Namespace 、Cgroups 和联合文件系统三大机制来保证实现的, 所以它的原理是使用 Namespace 做主机名、网络、PID 等资源的隔离,使用 Cgroups 对进程或者进程组做资源(例如:CPU、内存等)的限制,联合文件系统用于镜像构建和容器运行环境。

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