提到虚拟化技术，我们首先想到的一定是 Docker，经过四年的快速发展 Docker
已经成为了很多公司的标配，也不再是一个只能在开发阶段使用的玩具了。作为在生产环境中广泛应用的产品，Docker
有着非常成熟的社区以及大量的使用者，代码库中的内容也变得非常庞大。
同样，由于项目的发展、功能的拆分以及各种奇怪的改名 PR，让我们再次理解 Docker 的的整体架构变得更加困难。
虽然 Docker 目前的组件较多，并且实现也非常复杂，但是本文不想过多的介绍 Docker 具体的实现细节，我们更想谈一谈 Docker 这种虚拟化技术的出现有哪些核心技术的支撑。
首先，Docker 的出现一定是因为目前的后端在开发和运维阶段确实需要一种虚拟化技术解决开发环境和生产环境环境一致的问题，通过 Docker
我们可以将程序运行的环境也纳入到版本控制中，排除因为环境造成不同运行结果的可能。但是上述需求虽然推动了虚拟化技术的产生，但是如果没有合适的底层技术支撑，那么我们仍然得不到一个完美的产品。本文剩下的内容会介绍几种
Docker 使用的核心技术，如果我们了解它们的使用方法和原理，就能清楚 Docker 的实现原理。
Namespaces
命名空间（namespaces）是 Linux
为我们提供的用于分离进程树、网络接口、挂载点以及进程间通信等资源的方法。在日常使用 Linux 或者 macOS
时，我们并没有运行多个完全分离的服务器的需要，但是如果我们在服务器上启动了多个服务，这些服务其实会相互影响的，每一个服务都能看到其他服务的进程，也可以访问宿主机器上的任意文件，这是很多时候我们都不愿意看到的，我们更希望运行在同一台机器上的不同服务能做到完全隔离，就像运行在多台不同的机器上一样。
在这种情况下，一旦服务器上的某一个服务被入侵，那么入侵者就能够访问当前机器上的所有服务和文件，这也是我们不想看到的，而 Docker 其实就通过 Linux 的 Namespaces 对不同的容器实现了隔离。
Linux 的命名空间机制提供了以下七种不同的命名空间，包括
CLONE_NEWCGROUP、CLONE_NEWIPC、CLONE_NEWNET、CLONE_NEWNS、CLONE_NEWPID、CLONE_NEWUSER
和 CLONE_NEWUTS，通过这七个选项我们能在创建新的进程时设置新进程应该在哪些资源上与宿主机器进行隔离。
进程
进程是 Linux
以及现在操作系统中非常重要的概念，它表示一个正在执行的程序，也是在现代分时系统中的一个任务单元。在每一个 *nix 的操作系统上，我们都能够通过
ps 命令打印出当前操作系统中正在执行的进程，比如在 Ubuntu 上，使用该命令就能得到以下的结果：
$ ps -ef UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 1 0 0 Apr08 ? 00:00:09 /sbin/init root 2 0 0 Apr08 ? 00:00:00 [kthreadd] root 3 2 0 Apr08 ? 00:00:05 [ksoftirqd/0] root 5 2 0 Apr08 ? 00:00:00 [kworker/0:0H] root 7 2 0 Apr08 ? 00:07:10 [rcu_sched] root 39 2 0 Apr08 ? 00:00:00 [migration/0] root 40 2 0 Apr08 ? 00:01:54 [watchdog/0] ...
当前机器上有很多的进程正在执行，在上述进程中有两个非常特殊，一个是 pid 为 1 的 /sbin/init 进程，另一个是 pid 为 2 的
kthreadd 进程，这两个进程都是被 Linux 中的上帝进程 idle
创建出来的，其中前者负责执行内核的一部分初始化工作和系统配置，也会创建一些类似 getty 的注册进程，而后者负责管理和调度其他的内核进程。
如果我们在当前的 Linux 操作系统下运行一个新的 Docker 容器，并通过 exec 进入其内部的 bash 并打印其中的全部进程，我们会得到以下的结果：
root@iZ255w13cy6Z:~# docker run -it -d ubuntu b809a2eb3630e64c581561b08ac46154878ff1c61c6519848b4a29d412215e79 root@iZ255w13cy6Z:~# docker exec -it b809a2eb3630 /bin/bash root@b809a2eb3630:/# ps -ef UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 1 0 0 15:42 pts/0 00:00:00 /bin/bash root 9 0 0 15:42 pts/1 00:00:00 /bin/bash root 17 9 0 15:43 pts/1 00:00:00 ps -ef
在新的容器内部执行 ps 命令打印出了非常干净的进程列表，只有包含当前 ps -ef 在内的三个进程，在宿主机器上的几十个进程都已经消失不见了。
当前的 Docker 容器成功将容器内的进程与宿主机器中的进程隔离，如果我们在宿主机器上打印当前的全部进程时，会得到下面三条与 Docker 相关的结果：
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD root 29407 1 0 Nov16 ? 00:08:38 /usr/bin/dockerd --raw-logs root 1554 29407 0 Nov19 ? 00:03:28 docker-containerd -l unix:///var/run/docker/libcontainerd/docker-containerd.sock --metrics-interval=0 --start-timeout 2m --state-dir /var/run/docker/libcontainerd/containerd --shim docker-containerd-shim --runtime docker-runc root 5006 1554 0 08:38 ? 00:00:00 docker-containerd-shim b809a2eb3630e64c581561b08ac46154878ff1c61c6519848b4a29d412215e79 /var/run/docker/libcontainerd/b809a2eb3630e64c581561b08ac46154878ff1c61c6519848b4a29d412215e79 docker-runc
原文链接：https://draveness.me/docker
来源：http://dockone.io/article/2941
赞 3
打赏