linux内核带来的便利
Linux 内核是 Docker 实现隔离的基础。作为操作系统的核心,Linux 内核提供了许多用于资源隔离和安全性的关键机制,为 Docker 容器化技术提供了基础支持。
Namespaces
- Linux 内核自 2.6.24 版本开始引入了命名空间(Namespaces)机制。
- Namespaces 为进程提供了一个独立的资源视图,包括 PID、网络、IPC、文件系统等。
- 这些命名空间功能为 Docker 容器的隔离奠定了基础,让每个容器都有自己独立的资源视图。
Cgroups
- Cgroups(Control Groups)是 Linux 内核自 2.6.24 版本引入的另一项关键功能。
- Cgroups 可以对 CPU、内存、磁盘 I/O 等资源进行限制和管理,确保一个进程组不会过度占用资源。
- Docker 利用 Cgroups 为容器设置资源约束,避免容器之间或容器与宿主机之间的资源竞争。
安全机制:
- Linux 内核提供了丰富的安全机制,如 SELinux、AppArmor 等,用于限制进程的权限。
- Docker 利用这些安全特性,确保容器内进程的权限受到限制,降低了安全风险。
网络隔离
- Linux 内核的网络栈提供了网桥、虚拟网卡等功能,为容器网络隔离提供了基础设施。
- Docker 利用这些网络功能,为每个容器分配独立的网络资源,实现容器间的网络隔离。
总的来说,Linux 内核提供了丰富的隔离机制,为 Docker 容器化技术的发展奠定了基础。Docker 通过利用这些内核特性,实现了容器的资源隔离、安全性和可移植性。这也是 Docker 能够广泛应用的重要原因之一。
Docker 的隔离机制
命名空间(Namespaces)
Docker 利用 Linux 内核的命名空间技术,为每个容器提供独立的资源视图。
主要包括以下几种命名空间:
- PID 命名空间: 为容器提供独立的进程视图,容器内的进程看不到宿主机上的其他进程。
- 网络命名空间: 为容器分配独立的网络栈,包括网卡、路由表、防火墙规则等,确保容器网络隔离。
- IPC 命名空间: 隔离容器内部的进程间通信,防止容器之间的 IPC 冲突。
- Mount 命名空间: 为容器提供独立的文件系统视图,容器内的文件挂载不会影响宿主机。
- UTS 命名空间: 为容器提供独立的主机名和域名设置。
控制组(Cgroups)
- Cgroups 是 Linux 内核的另一项重要功能,用于限制、控制和统计容器使用的资源。
- Cgroups 可以对 CPU、内存、磁盘 I/O 等资源进行限制和管理,确保容器无法过度占用宿主机资源。
- 通过 Cgroups,可以为容器设置 CPU 份额、内存限制、磁盘 I/O 带宽等约束条件。
UnionFS 文件系统
- Docker 使用 UnionFS 技术,为每个容器提供一个独立的文件系统视图。
- UnionFS 允许多个文件系统叠加挂载,形成一个虚拟的统一文件系统。
- 容器内的文件系统变更都发生在可写层,不会影响到宿主机或其他容器。
安全机制
- Docker 利用 SELinux、AppArmor 等 Linux 内核安全特性来限制容器的权限。
- 容器默认以非特权用户运行,无法访问宿主机的敏感资源。
- Docker 还提供了安全策略配置,可以进一步限制容器的能力。
网络隔离
- Docker 为每个容器分配一个虚拟网卡,并通过 Linux 网桥实现容器之间的网络隔离。
- 容器间的网络通信需要通过宿主机的网络栈,进一步增强了隔离性。
- Docker 还支持自定义网络驱动,如 overlay 网络,实现跨主机的容器网络隔离。
总的来说,Docker 利用 Linux 内核的多项隔离机制,确保容器之间以及容器与宿主机之间的资源隔离,从而实现了应用的沙箱化运行。这些隔离特性是 Docker 容器化技术的基础,有助于提高应用的安全性和可移植性。