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操作系统虚拟化Docker简介
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操作系统虚拟化Docker
Docker介绍
什么是Docker?
PaaS Platform as a Service
为开发者搭建开发环境,例如 Java环境、Python环境、Ruby环境、数据库、中间件等。
Docker就是虚拟化的一种轻量级替代技术。Docker的容器技术不依赖任何语言、框架或系统,可以将App变成一种标准化的、可移植的、自管
理的组件,并脱离服务器硬
件在任何主流系统中开发、调试和运行。简单的说就是,在 Linux 系统上迅速创建一个容器(类似虚拟机)并在容器上部署和运行应用程序,
并通过配置文件可以轻松实现应
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用程序的自动化安装、部署和升级,非常方便。因为使用了容器,所以可以很方便的把生产环境和开发环境分开,互不影响。
Docker的核心技术
Docker相关的核心技术之cgroups
Linux系统中经常有个需求就是希望能限制某个或者某些进程的分配资源。于是就出现了cgroups的概念,cgroup就是controller group ,在这
个group中,有分配好
的特定比例的cpu时间,IO时间,可用内存大小等。 cgroups是将任意进程进行分组化管理的Linux内核功能。最初由google的工程师提出,后
来被整合进Linux内核中。
cgroups中的 重要概念是“子系统”,也就是资源控制器,每种子系统就是一个资源的分配器,比如cpu子系统是控制cpu时间分配的。首先挂载
子系统,然后才有control
group的。比如先挂载memory子系统,然后在memory子系统中创建一个cgroup节点,在这个节点中,将需要控制的进程id写入,并且将控制
的属性写入,这就完成了
内存的资源限制。cgroups 被Linux内核支持,有得天独厚的性能优势,发展势头迅猛。在很多领域可以取代虚拟化技术分割资源。cgroup默
认有诸多资源组,可以限制
几乎所有服务器上的资源:cpu mem iops,iobandwide,net,device acess等
Docker相关的核心技术之LXC
LXC是Linux containers的简称,是一种基于容器的操作系统层级的虚拟化技术。借助于namespace的隔离机制和cgroup限额功能,LXC提供了
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一套统一的API和工具来
建立和管理container。LXC跟其他操作系统层次的虚拟化技术相比,最大的优势在于LXC被整合进内核,不用单独为内核打补丁
LXC 旨在提供一个共享kernel的 OS 级虚拟化方法,在执行时不用重复加载Kernel, 且container的kernel与host共享,因此可以大大加快
container的 启动过程,并显著
减少内存消耗,容器在提供隔离的同时,还通过共享这些资源节省开销,这意味着容器比真正的虚拟化的开销要小得多。 在实际测试中,基
于LXC的虚拟化方法的IO和CPU
性能几乎接近 baremetal 的性能。 虽然容器所使用的这种类型的隔离总的来说非常强大,然而是不是像运行在hypervisor上的虚拟机那么强壮
仍具有争议性。如果内核停
止,那么所有的容器就会停止运行。
• 性能方面: LXC>>KVM
• 内存利用率: LXC>>KVM
• 隔离程度: KVM>>LXC
Docker相关的核心技术之AUFS photoshop 图层,qcow2后端镜像
什么是AUFS? AuFS是一个能透明覆盖一或多个现有文件系统的层状文件系统。 支持将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下,可以把不同的
目录联合在一起,组成一个单
一的目录。这种是一种虚拟的文件系统,文件系统不用格式化,直接挂载即可。
Docker一直在用AuFS作为容器的文件系统。当一个进程需要修改一个文件时,AuFS创建该文件的一个副本。AuFS可以把多层合并成文件系统
的单层表示。这个过程称为
写入复制( copy on write )。AuFS允许Docker把某些镜像作为容器的基础。例如,你可能有一个可以作为很多不同容器的基础的CentOS系
统镜像。多亏AuFS,只要一
个CentOS镜像的副本就够了,这样既节省了存储和内存,也保证更快速的容器部署。使用AuFS的另一个好处是Docker的版本容器镜像能力。
每个新版本都是一个与之前版
本的简单差异改动,有效地保持镜像文件最小化。但,这也意味着你总是要有一个记录该容器从一个版本到另一个版本改动的审计跟踪。
典型的启动Linux运行需要两个FS: bootfs + rootfs:
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大熊愚地
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