docker：容器化虚拟化的原理

目录

1.什么是docker

2.什么是虚拟化和容器化

 3.为什么要容器化

4.容器虚拟化的实现

4.1容器虚拟化的原理

4.2容器虚拟化基础之NameSpace

4.2.1dd命令

常用选项

创建一个大小为100M的空文件

 

4.2.2df命令

常用选项

4.2.3mkfs命令

常用选项

将新创建的testdd格式化为ext4的文件系统。

4.2.4mount命令

常用选项

将新testdd挂载到~/mount目录

4.2.5unshare命令

常用选项

主机名隔离

4.2.6pid隔离

4.2.7mount隔离

4.3容器虚拟化基础值cgroups

4.3.1pidstat命令

常用选项

4.3.2stress命令

常用选项

使用stress持续给cpu压力，使用pidstat监控

4.3.3cgroups

4.3.3.1版本信息查看

4.3.3.2cgroups子系统查看

4.3.3.3cgroups挂载信息的查看

4.3.3.4 查看当前进程的groups信息

4.3.3.5cgroups限制内存

4.3.3.6 cgroups限制cpu

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1.什么是docker

docker可以分为镜像，容器和仓库。

镜像（Image）：Docker 镜像是一个只读的模板，它包含了运行一个特定应用程序或服务所需的所有文件系统内容，包括操作系统、应用程序代码、依赖库和配置文件等。镜像是创建容器的基础。

容器（Container）：容器是基于镜像创建的可运行实例，它是一个独立的、轻量级的运行环境，容器之间相互隔离，互不影响。每个容器都可以看作是一个独立的微型服务器，能够在不同的主机上运行。

仓库（Repository）：Docker 仓库是存储和管理镜像的地方，可以将其类比为代码的版本控制系统中的代码仓库。开发者可以将自己创建的镜像推送到仓库中，也可以从仓库中拉取其他人共享的镜像。

2.什么是虚拟化和容器化

虚拟化：将一台计算机虚拟化为多台逻辑计算机，每台逻辑计算机上有自己操作系统，自己的内存，cpu资源等等，虚拟化技术虚拟的是硬件，让操作系统以为自己在一个完全独立的硬件上运行的。

容器化：容器化技术也是虚拟化技术的一种，容器化技术虚拟的是操作系统，通过将操作系统的基本目录结构和文件，应用程序，依赖库整合在一起，形成一个包含系统镜像文件，再通过命名空间技术将系统镜像隔离起来， 让应用程序以为自己在一个完全独立的操作系统中运行。

用这张图更好的理解虚拟化和容器技术 

 

虚拟机：就是通过模拟硬件接口来欺骗操作系统。

容器：通过模拟系统的api接口来欺骗上层应用。

 3.为什么要容器化

1.资源利用率高：将利用率较低的服务器资源进行整合，用更少硬件资源运行更多业务，降低IT支出和 运维管理成本。

2.环境标准化：容器中含有除了操作系统内核以外的所有运行环境，确保了环境的一致性，不会出现这段代码在我的主机上没问题啊？

3.沙箱安全：无论在容器里怎么折腾，影响的始终是这个容器，不会波及整个系统或者其他容器。

4.维护扩展更容易：因为有仓库和镜像的存在，docker应用重复的部分很容易。

5.资源的弹性伸缩：因为容器可以使用容器编排技术进行快速部署，所以才能有弹性伸缩的能力。

6.容器对比虚拟机更轻量，启动更快：虚拟机有自己的内核，docker直接运行在宿主的内核。

4.容器虚拟化的实现

4.1容器虚拟化的原理

通过namespace技术完成系统资源的隔离如进程隔离，文件系统隔离，网络隔离，用户隔离等等通过cgroups技术完成对系统资源的限制。

4.2容器虚拟化基础之NameSpace

NameSpace就是用来隔离系统资源的，相当于一班有个叫张三的同学，二班也有个叫张三的，但是这两个并不是一个人，班级就相当于命名空间。

4.2.1dd命令

dd是 Unix 和 Linux 系统中的一个命令，主要用于复制和转换文件。它可以在不同的存储设备或文件系统之间进行数据的精确复制，也可以对数据进行格式转换等操作。

dd [选项]... [输入文件] [输出文件]

常用选项

if=输入文件：指定输入文件，若未指定则默认从标准输入读取。

of=输出文件：指定输出文件，若未指定则默认输出到标准输出。

bs=块大小：设置输入和输出的块大小，单位可以是字节（默认）、K（千字节）、M（兆字节）等。例如，bs=1M表示每个块的大小为 1 兆字节。

count=块数：指定要复制的块数。

skip=块数：在输入文件中跳过指定数量的块后再开始复制。

seek=块数：在输出文件中从指定的块数位置开始写入。

创建一个大小为100M的空文件

dd if=/dev/zero of=testdd bs=1M count=100;

4.2.2df命令

查看文件系统的使用情况

dd [选项]

常