容器技术基础

1. Linux Namespace和Cgroups

对于 Docker 等大多数 Linux 容器来说，Cgroups 技术是用来制造约束的主要手段，而 Namespace 技术则是用来修改进程视图的主要方法。

1.1 PID Namespace

//Linux 系统正常创建线程
int pid = clone(main_function, stack_size, SIGCHLD, NULL);//添加CLONE_NEWPID参数，创建线程，返回一个新的PID
int pid = clone(main_function, stack_size, CLONE_NEWPID | SIGCHLD, NULL);

新创建的这个进程将会“看到”一个全新的进程空间，在这个进程空间里，它的 PID 是 1。之所以说“看到”，是因为这只是一个“障眼法”，在宿主机真实的进程空间里，这个进程的 PID 还是真实的数值，比如 100。

当然，我们还可以多次执行上面的 clone() 调用，这样就会创建多个 PID Namespace，而每个 Namespace 里的应用进程，都会认为自己是当前容器里的第 1 号进程，它们既看不到宿主机里真正的进程空间，也看不到其他 PID Namespace 里的具体情况。

除了我们刚刚用到的 PID Namespace，Linux 操作系统还提供了 Mount、UTS、IPC、Network 和 User 这些 Namespace，用来对各种不同的进程上下文进行“障眼法”操作。比如，Mount Namespace，用于让被隔离进程只看到当前 Namespace 里的挂载点信息；Network Namespace，用于让被隔离进程看到当前 Namespace 里的网络设备和配置。

用户的应用进程实际上就是容器里 PID=1 的进程，也是其他后续创建的所有进程的父进程。这就意味着，在一个容器中，你没办法同时运行两个不同的应用，除非你能事先找到一个公共的 PID=1 的程序来充当两个不同应用的父进程，这也是为什么很多人都会用 systemd 或者 supervisord 这样的软件来代替应用本身作为容器的启动进程。

1.2 Cgroups

Linux Cgroups（Linux Control Group），它最主要的作用，就是限制一个进程能够使用的资源上限，包括 CPU、内存、磁盘、网络带宽等等。

在 Linux 中，Cgroups 给用户暴露出来的操作接口是文件系统，即它以文件和目录的方式组织在操作系统的 /sys/fs/cgroup 路径下。

在 /sys/fs/cgroup 下面有很多诸如 cpuset、cpu、 memory 这样的子目录，也叫子系统。在子系统对应的资源种类下，你就可以看到该类资源具体可以被限制的方法。比如，对 CPU 子系统来说，我们就可以看到如下几个配置文件，这个指令是：

$ ls /sys/fs/cgroup/cpu
cgroup.clone_children cpu.cfs_period_us cpu.rt_period_us cpu.shares 
notify_on_releasecgroup.procs cpu.cfs_quota_us cpu.rt_runtime_us 
cpu.stat tasks

比如cfs_period 和 cfs_quota 两个参数组合使用，可以用来限制进程在长度为 cfs_period 的一段时间内，只能被分配到总量为 cfs_quota 的 CPU 时间。

除 CPU 子系统外，Cgroups 的每一项子系统都有其独有的资源限制能力，比如：

  • blkio，为​​​块​​​设​​​备​​​设​​​定​​​I/O 限​​​制，一般用于磁盘等设备；
  • cpuset，为进程分配单独的CPU 核和对应的内存节点；
  • memory，为进程设定内存使用的限制。

Linux Cgroups 就是一个子系统目录加上一组资源限制文件的组合。而对于 Docker 等 Linux 容器项目来说，它们只需要在每个子系统下面，为每个容器创建一个控制组（即创建一个新目录），然后在启动容器进程之后，把这个进程的 PID 填写到对应控制组的 tasks 文件中就可以了。

而至于在这些控制组下面的资源文件里填上什么值，就靠用户执行 docker run 时的参数指定了，比如这样一条命令：

$ docker run -it --cpu-period=100000 --cpu-quota=20000 ubuntu /bin/bash

2. docker image

2.1 rootfs解决的问题

对于通过 clone() 系统调用创建了一个新的子进程 container_main，其文件系统都继承于宿主机的文件系统，怎么才能对其文件系统进行隔离呢？

在 Linux 操作系统里，有一个名为 chroot 的命令可以帮助你在 shell 中方便地完成这个工作。顾名思义，它的作用就是帮你“change root file system”，即改变进程的根目录到你指定的位置。它的用法也非常简单。

而这个挂载在容器根目录上、用来为容器进程提供隔离后执行环境的文件系统，就是所谓的“容器镜像”。它还有一个更为专业的名字，叫作：rootfs（根文件系统）。

一个最常见的 rootfs，或者说容器镜像，会包括如下所示的一些目录和文件，比如 /bin，/etc，/proc 等等：

$ ls /bin dev etc home lib lib64 mnt opt proc root run sbin sys tmp usr var

对 Docker 项目来说，它最核心的原理实际上就是为待创建的用户进程：

  • 启用 Linux Namespace 配置；
  • 设置指定的 Cgroups 参数；
  • 切换进程的根目录（Change Root）

rootfs 只是一个操作系统所包含的文件、配置和目录，并不包括操作系统内核。在 Linux 操作系统中，这两部分是分开存放的，操作系统只有在开机启动时才会加载指定版本的内核镜像。

实际上，同一台机器上的所有容器，都共享宿主机操作系统的内核。由于 rootfs 里打包的不只是应用，而是整个操作系统的文件和目录，也就意味着，应用以及它运行所需要的所有依赖，都被封装在了一起。

2.2 image 的layer

docker 在镜像的设计中，引入了层（layer）的概念。也就是说，用户制作镜像的每一步操作，都会生成一个层，也就是一个增量 rootfs。这种分层是通过联合文件系统（Union File System）来实现的。

Union File System 也叫 UnionFS，最主要的功能是将多个不同位置的目录联合挂载（union mount）到同一个目录下，比如有A、B两个文件

//原结构
$ tree
.
├── A
│   ├── a
│   └── x
└── B ├── b └── x
//联合挂载    
$ mkdir C
$ mount -t aufs -o dirs=./A:./B none ./C//联合挂载后
$ tree ./C
./C
├── a
├── b
└── x

从这个结构可以看出来，这个容器的 rootfs 由如下图所示的三部分组成：
在这里插入图片描述

  • 只读层
    它们的挂载方式都是只读的（ro+wh，即 readonly+whiteout），这些层都是 操 作系统的一部分。
    如果删除只读层的文件，AuFS 会在可读写层创建一个 whiteout 文件，在联合挂载时，把只读层里的文件“遮挡”起来。如果要是修改只读层的文件，使用copy-on-write来操作，将该文件复制到可读写层进行修改，修改的结果会作用到下层文件。

  • 可读写层
    它的挂载方式为：rw，即 read write。在没有写入文件之前，这个目录是空的。而一旦在容器里做了写操作，你修改产生的内容就会以增量的方式出现在这个层中。

  • Init 层
    一个以“-init”结尾的层，夹在只读层和读写层之间。Init 层是 Docker 项目单独生成的一个内部层，专门用来存放 /etc/hosts、/etc/resolv.conf 等信息。

需要这样一层的原因是，这些文件本来属于只读的镜像的一部分，但是用户往往需要在启动容器时写入一些指定的值比如 hostname，所以就需要在可读写层对它们进行修改。

可是，这些修改往往只对当前的容器有效，我们并不希望执行 docker commit 时，把这些信息连同可读写层一起提交掉。

所以，Docker 做法是，在修改了这些文件之后，以一个单独的层挂载了出来。而用户执行 docker commit 只会提交可读写层，所以是不包含这些内容的。

2.3 graph driver

Docker的graph driver主要用于管理和维护镜像，包括把镜像从仓库下载下来，到运行时把镜像挂载起来可以被容器访问等，都是graph driver做的。

目前docker支持的graph driver有：

  • Overlay2
  • Aufs
  • Devicemapper
  • Btrfs
  • Zfs
  • Vfs

以上2.2 描述的是aufs的实现，目前我们使用的是overlay2，也是一种ufs技术

3. docker log

在这里插入图片描述
假设 application 是 Docker 容器内部运行的应用，那么对于应用的第一部分标准输出（stdout）日志，Docker Daemon 在运行这个容器时就会创建一个协程（goroutine），负责标准输出日志。

由于此 goroutine 绑定了整个容器内所有进程的标准输出文件描述符，因此容器内应用的所有标准输出日志，都会被 goroutine 接收。goroutine 接收到容器的标准输出内容时，立即将这部分内容，写入与此容器一一对应的日志文件中，日志文件位于 /var/lib/docker/containers/<container_id> ，文件名为 <container_id>-json.log 。

至此，关于容器内应用的所有标准输出日志信息，已经全部被 Docker Daemon 接管，并重定向到与容器一一对应的日志文件中。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.rhkb.cn/news/167279.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

Docker数据管理、端口映射、容器互联

Docker数据管理、端口映射、容器互联

目录 一、Docker 的数据管理&#xff1a; 1&#xff0e;数据卷&#xff1a; 1.1 宿主机目录/var/www/html 挂载到容器中的/data1&#xff1a; 1.2 测试&#xff1a; 2&#xff0e;数据卷容器&#xff1a; 2.1 创建一个容器作为数据卷容器&#xff1a; 2.2 挂载a1容器中的数据卷…
阅读更多...
《数据结构与算法之美》读书笔记1

《数据结构与算法之美》读书笔记1

Java的学习 方法参数多态&#xff08;向上和向下转型&#xff09; 向上转型&#xff1a; class Text{public static void main(String[] args) {Animals people1 new NiuMa();people1.eat1();//调用继承后公共部分的方法&#xff0c;没重写调用没重写的&#xff0c;重写了调…
阅读更多...
Mysql数据库 2.SQL语言 数据类型与字段约束

Mysql数据库 2.SQL语言 数据类型与字段约束

Mysql数据类型 数据类型&#xff1a;指的是数据表中的列文件支持存放的数据类型 1.数值类型 Mysql当中有多种数据类型可以存放数值&#xff0c;不同的类型存放的数值的范围或者形式是不同的 注&#xff1a;前三种数字类型我们在实际研发中用的很少&#xff0c;一般整数类型…
阅读更多...
【C++】：类和对象（中）之拷贝构造函数+赋值运算符重载

【C++】：类和对象（中）之拷贝构造函数+赋值运算符重载

拷贝构造函数 概念 在现实生活中&#xff0c;可能存在一个与你一样的自己&#xff0c;我们称其为双胞胎 那在创建对象时&#xff0c;可否创建一个与已存在对象一某一样的新对象呢&#xff1f; 拷贝构造函数&#xff1a;只有单个形参&#xff0c;该形参是对本类类型对象的引用…
阅读更多...
OpenP2P实现内网穿透远程办公

OpenP2P实现内网穿透远程办公

OpenP2P是一个开源、免费、轻量级的P2P共享网络。你的设备将组成一个私有P2P网络&#xff0c;里面的设备可以直接访问其它成员&#xff0c;或者通过其它成员转发数据间接访问。如果私有网络无法完成通信&#xff0c;将会到公有P2P网络寻找共享节点协助通信。 相比BT网络用来共享…
阅读更多...
【C++】哈希的应用 -- 布隆过滤器

【C++】哈希的应用 -- 布隆过滤器

文章目录 一、布隆过滤器提出二、布隆过滤器概念三、布隆过滤器哈希函数个数的选择四、布隆过滤器的实现1.布隆过滤器的插入2.布隆过滤器的查找3.布隆过滤器删除4.完整代码实现 五、布隆过滤器总结1.布隆过滤器优点2.布隆过滤器缺陷3.布隆过滤器的应用4.布隆过滤器相关面试题 一…
阅读更多...
华为云HECS云服务器docker环境下安装nacos

华为云HECS云服务器docker环境下安装nacos

华为云HECS云服务器&#xff0c;安装docker环境&#xff0c;查看如下文章。 华为云HECS安装docker-CSDN博客 一、拉取镜像 docker pull nacos/nacos-server二、宿主机创建挂载目录 执行如下命令&#xff1a; mkdir -p /usr/local/nacos/logs mkdir -p /usr/local/nacos/con…
阅读更多...
【iOS】UITableView总结（Cell的复用原理、自定义Cell、UITableViewCell协议方法）

【iOS】UITableView总结（Cell的复用原理、自定义Cell、UITableViewCell协议方法）

UITableView 列表的特点&#xff1a; 数据量大样式较为统一通常需要分组垂直滚动通常可视区只有一个 -> 视图的复用 UITableViewDataSource UITableView作为视图&#xff0c;只负责展示&#xff0c;协助管理&#xff0c;不管理数据 需要开发者为UITableView提供展示所需…
阅读更多...
基于springboot实现java学习平台项目【项目源码+论文说明】计算机毕业设计

基于springboot实现java学习平台项目【项目源码+论文说明】计算机毕业设计

基于springboot实现java学习平台演示 摘要 在Internet高速发展的今天&#xff0c;我们生活的各个领域都涉及到计算机的应用&#xff0c;其中包括学习平台的网络应用&#xff0c;在外国学习平台已经是很普遍的方式&#xff0c;不过国内的管理平台可能还处于起步阶段。学习平台具…
阅读更多...
网络编程-java基础

网络编程-java基础

两台电脑之间的通信形成了网络 最小的网络&#xff1a;局域网 校园网(局域网) 城域网(一个市) 广域网(全球) 为什么我发QQ你能收到&#xff0c;这是因为我发的消息实际上是发给了QQ服务器&#xff0c;并不是直接发给你的&#xff0c; 我是与QQ服务器进行通信的&#xff0c…
阅读更多...
正方形（Squares, ACM/ICPC World Finals 1990, UVa201）rust解法

正方形（Squares, ACM/ICPC World Finals 1990, UVa201）rust解法

有n行n列&#xff08;2≤n≤9&#xff09;的小黑点&#xff0c;还有m条线段连接其中的一些黑点。统计这些线段连成了多少个正方形&#xff08;每种边长分别统计&#xff09;。 行从上到下编号为1&#xff5e;n&#xff0c;列从左到右编号为1&#xff5e;n。边用H i j和V i j表示…
阅读更多...
深度学习零基础教程

深度学习零基础教程

代码运行软件安装&#xff1a; anaconda:一个管理环境的软件–>https://blog.csdn.net/scorn_/article/details/106591160&#xff08;可选装&#xff09; pycharm&#xff1a;一个深度学习运行环境–>https://blog.csdn.net/scorn_/article/details/106591160&#xf…
阅读更多...
2023/10/30-LED灯驱动开发

2023/10/30-LED灯驱动开发

k1.c #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/io.h> #include "head.h" char kbuf[128] {}; unsigned int major; //定义三个指针指向映射后的虚拟内…
阅读更多...
家庭燃气表微信抄表识别系统

家庭燃气表微信抄表识别系统

1.背景需求 目前家里燃气度数的读数上报&#xff0c;每个月在社区微信群里面将手机拍摄的燃气表读数截图&#xff08;加住址信息水印&#xff09;&#xff0c;发到群里给抄表员。 2.总体设计 设计目标 功能一&#xff1a;手机上随时可以远程采集读数图片&#xff08;自动加住…
阅读更多...
单片机郭天祥（02）

单片机郭天祥（02）

1&#xff1a;解决keil5软件的乱码问题&#xff0c;修改编码为UTF-8 2&#xff1a;打开keil5使用debug对编写好的程序进行调试 给程序打上断点 使用仿真芯片 更改设备管理器相关设置 接通电源后点击debug连接到51单片机 使用stc-isp获取延时函数 将延时函数添加进入创建好的…
阅读更多...
云计算与云服务

云计算与云服务

云计算与大数据 1、虚拟化简介1.1、什么是虚拟化1.2、虚拟化的分类 2、云计算与云服务2.1、云计算2.2、云服务2.3、云计算的特点 3、云服务模式&#xff08;IaaS、PaaS、SaaS和DaaS&#xff09;4、云计算分类&#xff08;公有云、私有云和混合云&#xff09; 1、虚拟化简介 当下…
阅读更多...
高斯分布与高斯过程

高斯分布与高斯过程

一元高斯分布 我们从最简单最常见的一元高斯分布开始&#xff0c;其概率密度函数为&#xff1a; p ( x ) 1 σ 2 π e x p ( − ( x − μ ) 2 2 σ 2 ) p(x)\frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}}exp(-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}) p(x)σ2π ​1​exp(−2σ2(x−μ)2​) 其中 μ \…
阅读更多...
【大数据】Kafka 实战教程（一）

【大数据】Kafka 实战教程（一）

Kafka 实战教程&#xff08;一&#xff09; 1.Kafka 介绍1.1. 主要功能1.2. 使用场景1.3 详细介绍1.3.1 消息传输流程1.3.2 Kafka 服务器消息存储策略1.3.3 与生产者的交互1.3.4 与消费者的交互 2.Kafka 生产者3.Kafka 消费者3.1 Kafka 消费模式3.1.1 At-most-once&#xff08;…
阅读更多...
FPGA设计FIR滤波器低通滤波器，代码及视频

FPGA设计FIR滤波器低通滤波器，代码及视频

名称&#xff1a;FIR滤波器低通滤波器 软件&#xff1a;Quartus 语言&#xff1a;Verilog/VHDL 本资源含有verilog及VHDL两种语言设计的工程&#xff0c;每个工程均可实现以下FIR滤波器的功能。 代码功能&#xff1a; 设计一个8阶FIR滤波器&#xff08;低通滤波器&#xff…
阅读更多...
【试题040】多个逻辑或例题2

【试题040】多个逻辑或例题2

1.题目&#xff1a;设int n0;&#xff0c;执行表达式n ||(n-1) ||(n0)||(n1)||(n2)后n的值是 &#xff1f; 2.代码解析&#xff1a; 逻辑或 || 运算符是一个短路运算符&#xff0c;它从左到右依次计算表达式&#xff0c;如果遇到一个为真&#xff08;非零&#xff09;的值&am…
阅读更多...
最新文章
推荐文章

Copyright @ 2022~2023

友情链接： 我的编程经验分享 一条长河网 尧图网站开发