Docker容器是现代云计算、微服务架构和持续集成/持续部署(CI/CD)中常用的技术。
* Docker容器不是一个完整的操作系统
Docker容器并不是一个完整的操作系统,它是一个轻量级的、基于操作系统的虚拟化技术。与传统虚拟机(VM)不同,虚拟机需要运行完整的操作系统(包括内核、系统库和工具),并且每个虚拟机都要分配一套独立的资源。相比之下,Docker容器通过共享宿主机的内核来减少资源浪费,且可以在同一个宿主机上运行多个容器。
关键点:
- 容器比虚拟机轻量:容器并不需要一个完整的操作系统,因而启动速度非常快,并且占用的资源更少。
- 隔离性和共享性:尽管容器相互隔离,但它们共享宿主机的内核,且所有容器都可以共享宿主机的硬件资源。容器通过操作系统的功能进行进程、网络和文件系统隔离。
* 容器共享宿主机内核
Docker容器运行在宿主操作系统之上,但容器并不像虚拟机那样需要自己的内核。容器直接利用宿主机的操作系统内核,节省了操作系统级别的资源分配,因而能够以更高效的方式运行。
内核共享的优势:
- 高效性:容器之间不需要每个都启动一个操作系统的内核,因此容器在运行时所需的系统资源显著减少。
- 快速启动:由于容器没有自己独立的操作系统内核,而是共享宿主机内核,所以容器的启动时间非常快,一般为几秒钟。
- 小巧:没有冗余的操作系统代码,容器镜像通常比虚拟机镜像小得多。
* 独立的文件系统、网络配置和进程空间
尽管容器共享宿主机的内核,它们在运行时保持着独立的环境。具体来说,Docker容器有自己独立的文件系统、网络配置和进程空间,这使得容器能够在相互隔离的情况下运行应用。
独立的文件系统:
每个Docker容器都有自己的文件系统,Docker使用了一种名为**联合文件系统(UnionFS)**的技术,允许多个容器共享相同的镜像层(只读层),同时每个容器也可以有一个可写的层。这个文件系统为每个容器提供了相对独立的环境,避免了容器之间的干扰。
- 共享只读层:多个容器可以共享相同的镜像层,这些镜像层通常是只读的。
- 独立的可写层:每个容器运行时会有一个专属的、可写的层,用来存储该容器运行期间生成的数据和变化。
独立的网络配置:
容器通过虚拟网络与外部世界以及其他容器通信。Docker提供了灵活的网络管理方式,允许容器在自己的私有网络上运行,或者暴露端口与宿主机或其他容器通信。
- 隔离的网络:默认情况下,每个容器在其独立的网络中运行,容器之间不能直接通信,除非明确配置网络连接。
- 网络驱动:Docker支持多种网络驱动(如
bridge
,host
,overlay
),使得容器能够灵活地配置其网络行为。
独立的进程空间:
容器运行的应用有自己的进程空间,即使它们共享宿主机的内核,每个容器内的进程是彼此独立的,并且不会直接干扰宿主机或其他容器。
- PID命名空间:每个容器都有自己的PID命名空间,容器内的进程不会与宿主机或其他容器的进程冲突。
- 资源隔离:Docker还使用了cgroups(控制组)来限制容器使用的CPU、内存等资源,确保一个容器不会影响到其他容器的资源使用。
总结
- Docker容器不是操作系统:容器本身并不包含操作系统,只是通过宿主机的内核来运行。它们相对于虚拟机更加轻量和高效。
- 共享内核:容器共享宿主机的操作系统内核,而不是每个容器都有自己的内核,这减少了资源消耗和提升了启动速度。
- 独立的文件系统、网络配置和进程空间:虽然容器共享内核,但每个容器都有自己的文件系统、网络和进程空间,从而确保了容器的隔离性。