Docker 容器相关技术

Posted 2020-09-01 wq3435

Docker 依赖的Linux内核特性

• Namespaces 命名空间
• Control groups (cgroups) 控制组

理解这两个特性，能够更好的帮助我们理解docker的资源分配和管理

Namespaces 命名空间

　　很多编程语言都包含有命名空间的概念，可以认为命名空间是一种封装的概念，编程中的封装目的是实现代码的隔离。

　　编程语言：

　　　　封装 ----->  代码隔离

　　操作系统：

　　　　系统资源的隔离

　　　　系统资源包括 进行、网络、文件系统...

　　实际上Linux系统内核实现命名空间的目的之一就是为了实现轻量级虚拟化服务，也就是我们说的容器。

　　在同一个命名空间下的进程可以感知彼此的变化，二对其他命名空间下的进程一无所知，这样可以让容器中的进程产生一种错觉，仿佛置身于一个独立的系统环境中，以此达到独立和隔离的目的。

　　从docker的公开文档中可以看到使用了 5 种不同的命名空间

• PID (Process ID) 进程隔离
• NET (Network) 管理网络接口
• IPC (InterProcess Communication) 管理跨进程通信的访问
• MNT (Mount) 管理挂载点也就是文件系统
• UTS (Unix Timesharing System) 隔离内核和版本标识

　　这些隔离的资源是如何管理起来的呢，这就需要用到 Control groups

Control groups 控制组

　　Control groups 是Linux系统内核提供的一种可以限制，记录和隔离进程组所使用的物理资源的机制，最初由Googler工程师提出，

　　并且在2007年被Linux内核的2.6.24版本整合进来，可以说cgroups就是为了实现容器而生的，没有cgroups就没有容器的技术的今天。

　　Control groups控制组提供了哪些功能：

• 资源限制  比如Memory子系统可以为进程组设定一个内存使用的上限，一旦进程组使用的内存达到的上限，在申请内存就会发出Out of Memory的消息
• 优先级设定 可以设定哪些进程组使用更大的CPU或者是磁盘IO 的资源
• 资源计量 可以计算进程组使用了多少系统资源，尤其在计费系统中这点非常重要
• 资源控制 可以将进程组挂起和恢复

 

这两个特性带给了Docker容器的哪些能力呢？

Docker容器的能力

• 文件系统隔离：每个容器都有自己的root文件系统　
• 进程隔离： 每个容器都运行在自己的进程环境中
• 网络隔离：容器间的虚拟网络接口和IP地址都是分开的
• 资源隔离和分组：使用cgroups将CPU 和内存之类的资源独立分配给每个Docker容器