还不懂Docker?一个故事安排的明明白白!

程序员受苦久矣

多年前的一个夜晚,风雨大做,一个名叫Docker的年轻人来到Linux帝国拜见帝国的长老。nginx


“Linux长老,天下程序员苦于应用部署久矣,我要改变这一现状,但愿长老你能帮帮我”程序员

长老回答:“哦,小小年纪,口气不小,先请入座,你有何所求,愿闻其详”web

Docker坐下后开始侃侃而谈:“当今天下,应用开发、测试、部署,各类库的依赖纷繁复杂,再加上版本之间的差别,常常出如今开发环境运行正常,而到测试环境和线上环境就出问题的现象,程序员们饱受此苦,是时候改变这一情况了。”redis


Docker回头看了一眼长老接着说到:“我想作一个虚拟的容器,让应用程序们运行其中,将它们须要的依赖环境总体打包,以便在不一样机器上移植后,仍然能提供一致的运行环境,完全将程序员们解放出来!”编程

Linux长老听闻,微微点头:“年轻人想法不错,不过听你的描述,好像虚拟机就能解决这个问题。将应用和所依赖的环境部署到虚拟机中,而后作个快照,直接部署虚拟机不就能够了吗?”跨域

Docker连连摇头说到:“长老有所不知,虚拟机这家伙笨重如牛,体积又大,动不动就是以G为单位的大小,由于它里面要运行一个完整的操做系统,因此跑起来格外费劲,慢就不说了,还很是占资源,一台机器上跑不了几台虚拟机就把性能拖垮了!而我想要作一个轻量级的虚拟容器只提供一个运行环境,不用运行一个操做系统,全部容器中的系统内核仍是和外面的宿主机共用的,这样就能够批量复制不少个容器,轻便又快捷网络


Linux长老站了起来,来回踱步了几圈,思考片刻以后,突然拍桌子大声说到:“真是个好想法,这个项目我投了!”app

Docker眼里见光,喜上眉梢,“这事还真离不开长老的帮助,要实现我说的目标,对进程的管理隔离都相当重要,还望长老助我一臂之力!”编程语言

“你稍等”,Linux长老转身回到内屋。没多久就出来了,手里拿了些什么东西。编辑器

“年轻人,回去以后,尽管放手大干,我赐你三个锦囊,若遇难题,可依次拆开,必有大用”


Docker开心的收下了三个锦囊,拜别Linux长老后,冒雨而归。

锦囊1:chroot & pivot_root

受到长老的鼓励,Docker充满了干劲,很快就准备启动他的项目。

做为一个容器,首要任务就是限制容器中进程的活动范围——能访问的文件系统目录。决不能让容器中的进程去肆意访问真实的系统目录,得将他们的活动范围划定到一个指定的区域,不得越雷池半步!

到底该如何限制这些进程的活动区域呢?Docker遇到了第一个难题。

苦思良久未果,Docker终于忍不住拆开了Linux长老送给本身的第一个锦囊,只见上面写了两个函数的名字:chroot & pivot_root

Docker从未使用过这两个函数,因而在Linux帝国四处打听它们的做用。后来得知,经过这两个函数,能够修改进程和系统的根目录到一个新的位置。Docker大喜,长老真是诚不欺我!

有了这两个函数,Docker开始想办法怎么来“伪造”一个文件系统来欺骗容器中的进程。


为了避免露出破绽,Docker很聪明,用操做系统镜像文件挂载到容器进程的根目录下,变成容器的rootfs,和真实系统目录如出一辙,足能够以假乱真:

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

锦囊2:namespace

文件系统的问题总算解决了,可是Docker不敢懈怠,由于在他内心,还有一个大问题一直困扰着他,那就是如何把真实系统所在的世界隐藏起来,别让容器中的进程看到。

好比进程列表、网络设备、用户列表这些,是决不能让容器中的进程知道的,得让他们看到的世界是一个干净如新的系统。

Docker内心清楚,本身虽然叫容器,但这只是表面现象,容器内的进程其实和本身同样,都是运行在宿主操做系统上面的一个个进程,想要遮住这些进程的眼睛,瞒天过海,实在不是什么容易的事情。

Docker想过用HOOK的方式,欺骗进程,但实施起来工做太过复杂,兼容性差,稳定性也得不到保障,思来想去也没想到什么好的主意。

正在束手无策之际,Docker又想起了Linux长老送给本身的锦囊,他赶忙拿了出来,打开了第二个锦囊,只见上面写着:namespace

Docker仍是不解其中之意,因而又在Linux帝国处处打听什么是namespace。

通过一阵琢磨,Docker总算是明白了,原来这个namespace是帝国提供的一种机制,经过它能够划定一个个的命名空间,而后把进程划分到这些命名空间中。

 

 

 

而每一个命名空间都是独立存在的,命名空间里面的进程都没法看到空间以外的进程、用户、网络等等信息。

这不正是Docker想要的吗?真是踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫!

Docker赶忙加班加点,用上了这个namespace,将进程的“视野”锁定在容器规定的范围内,如此一来,容器内的进程似乎被施上了障眼法,再也看不到外面的世界。

锦囊3:CGroup

文件系统和进程隔离的问题都解决了,Docker内心的石头总算是放下了。内心着急着想测试本身的容器,可又好奇这最后一个锦囊写的是什么,因而打开了第三个锦囊,只见上面写着:CGroup

这又是什么东西?Docker仍然看不懂,不过这一次管不了那么许多了,先运行起来再说。

试着运行了一段时间,一切都在Docker的计划之中,容器中的进程都能正常的运行,都被他构建的虚拟文件系统和隔离出来的系统环境给欺骗了,Docker高兴坏了!

很快,Docker就开始在Linux帝国推广本身的容器技术,结果大受欢迎,收获了无数粉丝,连nginxredis等一众大佬都纷纷入驻。

然而,鲜花与掌声的背后,Docker殊不知道本身即将大难临头。

这天,Linux帝国内存管理部的人扣下了Docker准备“处决”掉他,Docker一脸诧异的问到,“到底发生了什么事,为何要对我下手?”

管理人员厉声说到:“帝国管理的内存快被一个叫Redis的家伙用光了,如今要挑选一些进程来杀掉,很差意思,你中奖了”

 

 

 

Redis?这家伙不是我容器里的进程吗?Docker心中一惊!

“两位大人,我认识帝国的长老,麻烦通融通融,找别人去吧,Redis那家伙,我有办法收拾他”

没想到他还认识帝国长老,管理人员犹豫了一下,就放了Docker到别处去了。

惊魂未定的Docker,思来想去,若是不对容器中的进程加以管束,那简直太危险了!除了内存,还有CPU、硬盘、网络等等资源,若是某个容器进程霸占着CPU不放手,又或者某个容器进程疯狂写硬盘,那早晚得连累到本身身上。看来必须得对这些进程进行管控,防止他们干出出格的事来。

这时候,他想起了Linux长老的第三个锦囊:CGroup!说不定能解这燃眉之急。

通过一番研究,Docker如获至宝,原来这CGroup和namespace相似,也是Linux帝国的一套机制,经过它能够划定一个个的分组,而后限制每一个分组可以使用的资源,好比内存的上限值、CPU的使用率、硬盘空间总量等等。系统内核会自动检查和限制这些分组中的进程资源使用量。

 

 

Linux长老这三个锦囊简直太贴心了,一个比一个有用,Docker心里充满了感激。

随后,Docker加上了CGroup技术,增强了对容器中的进程管控,这才松了一口气。

在Linux长老三个锦囊妙计的加持下,Docker可谓风光一时,成为了Linux帝国的大名人。

然而,能力越大,责任越大,让Docker没想到的是,新的挑战还在后面。

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