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。