c语言实现一个简单docker, 支持cgroup v2, overlayfsc语言实现的一个简单docker

# tinydocker c语言实现的一个简单docker, 支持cgroup v2, overlayfs, 桥接网络, 端口映射 ### 文件说明 ```bash ./ ├── busybox.tar.xz # 容器运行目录 ├── cmdparser # 命令行解析 │ ├── cmdparser.c │ └── cmdparser.h ├── docker # docker实现代码 │ ├── cgroup.c # cgroup v2支持 │ ├── cgroup.h │ ├── container.c # 容器核心代码 │ ├── container.h │ ├── network.c #容器网络支持 │ ├── network.h │ ├── status_info.c #容器状态信息记录 │ ├── status_info.h │ ├── volumes.c # 容器卷挂载支持 │ ├── volumes.h │ ├── workspace.c # 容器工作目录管理 │ └── workspace.h ├── logger 日志库, 这个引用的https://github.com/rxi/log.c │ ├── log.c │ └── log.h ├── main.c # 命令行入口 ├── makefile ├── README.md ├── test.c # 临时测试使用的代码 └── util # 一些工具函数 ├── utils.c └── utils.h ``` ### 版本特性支持与变化 | git tags | 说明 | | -------- | ------------------------------------------------------------ | | v1.0 | Version 1.0, 开启基本的命名空间隔开与容器命令执行 | | v2.0 | Version 2.0, 添加对容器的cgroup资源限制, 支持cgroup v2, 可以限制cpu和内存 | | v3.0 | Version 3.0, 支持容器新的设置根目录, 设置方式是将镜像地址填成一个本地目录 | | v4.0 | Version 4.0, 支持容器overlayfs, 容器里面的变更不再影响挂载的根目录, 支持tar包作为镜像地址(即运行根目录) | | v5.0 | Version 5.0, 支持卷挂载(支持挂载多个卷, 支持为卷设置只读<br>测试命令: `sudo ./tinydocker run -i -t -v /host_dir:container_rwdir -v host_dir:container_rodir:ro busybox.tar.xz /bin/sh` | | v6.0 | Version 6.0, 支持docker commit, 将容器当前工作状态打包到tar文件 | | v7.0 | Version 7.0, 支持docker ps, 列出运行容器或者全部容器(参数-a) | | v8.0 | Version 8.0, 支持docker top, 列出容器中的全部进程 | | v9.0 | Version 9.0, 支持docker exec, 添加进程到容器中运行 | | v10.0 | Version 10.0, 支持docker stop以及docke rm, 运行前检查容器名是否存在 | | v11.0 | Version 11.0, docker run, exec支持传入用户环境变量 | | v12.0 | Version 12.0, 支持容器后台运行以及日志文件输出, tinydocker没有守护进程, 如果后台进程运行完退回了, 状态无法设置到EXITED | | v13.0 | Version 13.0, 支持桥接网络, 支持命令docker network create | | v14.0 | Version 14.0, 支持端口映射 | ### 平台要求与依赖 代码在Ubuntu22.04实现, 依赖overlayfs, libcrypto以及tar和brctl工具 ### 使用方法 #### 使用说明与下载编译 tinydocker会在*/home/xanarry/tinydocker_runtime*文件夹下创建运行时需要的目录, 编译前需要先创建*/home/xanarry/*, 或者搜索修改代码中的宏定义 ```c #define TINYDOCKER_RUNTIME_DIR "/home/xanarry/tinydocker_runtime" #define CONTAINER_STATUS_INFO_DIR "/home/xanarry/tinydocker_runtime/container_info" #define CONTAINER_LOG_DIR "/home/xanarry/tinydocker_runtime/logs" #define CONTAINER_NETWORKS_FILE "/home/xanarry/tinydocker_runtime/networks" ``` 容器运行会在`/home/xanarry/`生成如下目录和文件： ``` ./tinydocker_runtime ├── container_info # 记录容器信息，每个容器对应里面的一个文件 ├── containers # 保持容器的挂载信息，比如卷挂载和overlayfs信息 ├── images # 容器镜像，一个镜像的tar的hash对应的一个解压后的目录，同一个hash的目录会被多个容器复用，事实上就是overlay fs的只读层 ├── logs # 容器后台运行输入出的日志文件 └── networks # 这是一个文件， 记录网络和网络IP地址的分配情况 ``` 下载编译 ``` [email protected]:xanarry/tinydocker.git # 克隆仓库 cd tinydocker # 进入仓库目录 make # 编译名为tinydocker的二进制 ``` #### 参数说明 | 参数 | 参数说 | | ---- | ------------------------------------------------------------ | | -i | 使用交互模式, 容器在前台运行 | | -d | 容器后台运行, 与-i是互斥参数, 不能同时使用 | | -v | 卷挂载, 可以使用多个-v挂载多个卷, 默认读写挂载: `-v host_a:rwa`, 只读挂载: `-v host_b:rwb:ro` | | -c | 参数值为整数, 不要设置小于1000, 资源太小会导致容器起不来, cpu分配形式为N/100000, -c参数设置的是N值 | | -m | 参数值为整数, 设置内存, 单位是字节（bytes） | | -e | 设置容器环境变量. 形式: `-e a=b` | | -p | 设置容器端口映射. 可以使用多个-p映射多个端口. 形式: `-p 80=8080`将容器端口8080映射到宿主机80端口 | | -n | 设置容器名字, 如果没有指定, 会使用接受用户命令的时间戳作为容器名 | #### 使用样例 `sudo ./tinydocker run -i -v /etc:/ro_dir:ro -v /var:/rw_dir -c 20000 -m 819200 -p 88:8888 -p 99:9999 -e a=aval -e b=bval -n test_container busybox.tar.xz /bin/sh` 这个命令使用tinydocker支持的所有特性, 包括卷挂载, 设置容器环境变量, 设置容器CPU/内存资源限制, 设置端口映射, 可以根据实际使用缩减参数 样例参数详细说明: `-i`: 该命令使用交互模式启动了一个容器 `-n test_container`: 命令容器名为test_container `busybox.tar.xz`: tinydocker将busybox.tar.xz包解压后的内容作为容器运行根目录 `-v /var:/rw_dir`: 将主机的/var目录读写挂载到容器的/rw_dir目录 `-v /etc:/ro_dir:ro`: 将主机的/etc目录只读挂载到容器的/ro_dir目录 `-c20000`: 设置容器的cpu限制为20000/100000 `-m 819200`: 设置容器的内存现在为819200字节 `-p 88:8888 -p 99:9999`: 分别将容器的8888端口和9999端口映射到主机的88和99端口 `-e a=aval -e b=bval`: 为容器设置a, b两个环境变量, 值分别为aval, bval `/bin/sh`: 启动容器后运行/bin/sh 运行效果：   ### 设计原理与过程 参考文件：[docker.md](https://github.com/xanarry/tinydocker/blob/main/docker.md)