LXC文件系统隔离实现原理

LXC使用以下内核特性来来实现虚拟化:

  •  Kernel namespaces (ipc, uts, mount, pid, network and user)
  • Apparmor and SELinux profiles
  • Seccomp policies
  • Chroots (using pivot_root)
  • Kernel capabilities Control groups (cgroups)

其中mount namespace与pivot_root的结合使用,实现了文件系统的隔离。在启动容器的时候,首先clone出一个容器进程,clone指定了CLONE_NEWNS标致,这样就会为这个新启动的容器创建一个新的mount namespace,结果使这个容器有一个新的文件层次视图,在clone过程中,子进程会复制父进程的mount namespace,mount namespace的作用主要是体现在mount与umount(其实还有pivot_root)上面,由于具有不同的文件层次图,每一个mount namespace中的mount、umount与pivot_root操作对其他mount namespace中的进程是不可见的,这样在容器启动过程中执行pivot_root操作将当前容器进程的root切换为/var/lib/lxc/<container>/rootfs时((PS:不能将一个目录挂载到根目录/,所以要调用系统接口pivot_root)),对容器外其他进程而言是不可见的,容器外进程的root仍为之前的root而不是/var/lib/lxc/<container>/rootfs。比如,容器中的进程访问/var与容器外进程访问/var其实是不同的/var, 容器中进程访问的实际是/var/lib/lxc/<container>/rootfs/var。换句话说,如果clone时不指定CLONE_NEWNS,这样当容器执行pivot_root时,会影响到容器之外的所有进程,容器外的所有进程的root目录都会被改变。

### 回答1: lxc是一种容器技术,它是Linux容器的一种实现。它的底层原理是利用Linux内核的各种特性和机制来实现容器化。具体而言,它使用Linux的cgroups(控制组)、命名空间等特性来隔离进程的各种资源,包括CPU、内存、磁盘IO等,从而实现了进程级别的隔离和资源控制。 从框架的角度来看,lxc采用了一种模块化的架构,将容器相关的功能模块化,每个模块负责不同的功能。这些模块包括容器的创建、启动、停止等管理模块,以及容器的网络、磁盘、内存等资源管理模块。通过这种模块化的设计,lxc能够更加灵活地进行容器的管理和调度。 在研究lxc底层原理和框架时,可以参考lxc的源代码和文档。lxc的源代码位于https://github.com/lxc/lxc,通过仔细阅读源代码可以了解lxc实现原理和细节。此外,还可以参考lxc的文档,了解如何使用lxc以及lxc的各种配置选项和参数。 研究lxc底层原理和框架可以帮助我们更好地理解容器技术的工作原理,为容器的使用和开发提供更深入的理论依据。同时,通过研究lxc的底层原理和框架,还可以探索容器技术的未来发展方向,并为容器相关的研究和创新提供基础。 ### 回答2: LXC(Linux Containers)是一种用于操作系统级虚拟化的技术,可以在同一主机上运行多个相互隔离的Linux系统。LXC是基于Linux内核的cgroups和namespace功能实现的。cgroups(Control Groups)是用于资源限制和隔离的功能,可以对进程组进行资源的分配和控制;而namespace是一种隔离机制,可以使得每个LXC容器拥有自己独立的进程、网络、文件系统和用户空间等。 LXC底层原理主要包括三个关键部分:命名空间、资源限制和文件系统。 命名空间是LXC实现隔离的主要机制之一。通过使用不同的命名空间,LXC可以为每个容器创建独立的进程、网络和文件系统。这样,不同容器中的进程不会相互干扰,同时也提供了网络和文件系统隔离性。 资源限制是用于控制容器中资源分配的重要机制。通过使用cgroups功能,LXC可以限制容器中的CPU、内存、磁盘IO和网络带宽等资源的使用。这样可以避免某个容器占用过多的资源导致其他容器受到影响。 文件系统LXC中的另一个重要组成部分。LXC使用aufs(Another Union File System)或OverlayFS等文件系统实现容器的文件系统隔离和共享。这样,每个容器都可以有自己独立的文件系统,并可以与主机及其他容器共享特定的目录。 关于LXC框架研究的PDF,可以从互联网上搜索相关论文或者技术文档,在其中寻找关于LXC底层原理和框架的详细介绍。这样的PDF文档可能包含有关LXC的进一步解释、具体实现方法、性能评估等方面的内容。通过研究这些文档,可以深入了解LXC实现原理和框架设计,以便更好地使用和应用LXC技术。 ### 回答3: LXC是一种轻量级的容器技术,它是基于Linux内核的cgroups和命名空间特性实现的。LXC的底层原理主要包括两个方面:cgroups和命名空间。 cgroups是Linux内核的一个特性,它可以限制和监控进程的资源使用情况,包括CPU、内存、磁盘IO等。通过cgroups,LXC可以控制和分配容器中各个进程的资源使用,并且防止容器之间的资源争抢。 命名空间是Linux内核的另一个特性,它可以隔离进程的全局命名空间,包括PID、网络、文件系统等。通过命名空间,LXC可以为每个容器创建一个独立的虚拟环境,使得容器之间相互隔离,互不干扰。 在LXC的框架研究中,主要包括以下几个组件:容器运行时、容器配置文件、容器网络和存储。 容器运行时是LXC的核心组件,它负责创建和管理容器的生命周期,包括创建、启动、停止和销毁容器。它使用cgroups和命名空间等技术实现容器的隔离和资源管理。 容器配置文件是指LXC中的配置文件,它包含了容器的各项配置信息,如容器的名称、根文件系统的位置、网络设置等。通过配置文件,可以方便地管理和配置容器。 容器网络是指LXC中的网络部分,它可以为容器提供网络连接。LXC支持多种网络模式,如NAT、桥接等,可以根据需求选择合适的网络模式。 容器存储是指LXC中的数据存储部分,它可以为容器提供独立的存储空间。LXC支持使用文件系统或者块设备进行容器的存储,可以根据需求选择合适的存储方式。 总之,LXC是基于Linux内核的容器技术,通过cgroups和命名空间等特性实现容器的隔离和资源管理。在LXC的框架中,包括了容器运行时、容器配置文件、容器网络和存储等组件,通过这些组件可以方便地创建和管理容器。
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