云原生必备知识:容器

本文涉及的产品
容器镜像服务 ACR,镜像仓库100个 不限时长
简介: 容器,是一个视图隔离、资源可限制、独立文件系统的进程集合,它将系统的其他资源隔离开来,具有自己独立的资源视图。“视图隔离”,指的是能够看到部分进程、有独立的主机名,“资源可限制”,指的是可以限制内存大小、CPU 使用个数等。

所属技术领域:

云原生

| 名词定义 |

容器,是一个视图隔离、资源可限制、独立文件系统的进程集合,它将系统的其他资源隔离开来,具有自己独立的资源视图。“视图隔离”,指的是能够看到部分进程、有独立的主机名,“资源可限制”,指的是可以限制内存大小、CPU 使用个数等。

| 发展历程 |

 容器概念始于 1979 年提出的 UNIX chroot,它是一个 UNIX 操作系统的系统调用,将一个进程及其子进程的根目录改变到文件系统中的一个新位置,让这些进程只能访问到这个新的位置,从而达到了进程隔离的目的。
 2000 年的时候 FreeBSD 开发了一个类似于 chroot 的容器技术 Jails,这是最早期,也是功能最多的容器技术。Jails 英译过来是监狱的意思,这个“监狱”(用沙盒更为准确)包含了文件系统、用户、网络、进程等的隔离。
 2001 Linux 也发布自己的容器技术 Linux VServer,2004 Solaris 也发布了 Solaris Containers,两者都将资源进行划分,形成一个个 zones,又叫做虚拟服务器。
 2005 年推出 OpenVZ,它通过对 Linux 内核进行补丁来提供虚拟化的支持,每个 OpenVZ 容器完整支持了文件系统、用户及用户组、进程、网络、设备和 IPC 对象的隔离。
 2007 年 Google 实现了 Control Groups( cgroups ),并加入到 Linux 内核中,这是划时代的,为后期容器的资源配额提供了技术保障。
 2008 年基于 cgroups 和 linux namespace 推出了第一个最为完善的 Linux 容器 LXC。
 2013 年推出到现在为止最为流行和使用最广泛的容器 Docker,相比其他早期的容器技术,Docker 引入了一整套容器管理的生态系统,包括分层的镜像模型,容器注册库,友好的 Rest API。
 2014 年 CoreOS 也推出了一个类似于 Docker 的容器 Rocket,CoreOS 一个更加轻量级的 Linux 操作系统,在安全性上比 Docker 更严格。
 2016 年微软也在 Windows 上提供了容器的支持,Docker 可以以原生方式运行在 Windows 上,而不是需要使用 Linux 虚拟机。
基本上到这个时间节点,容器技术就已经很成熟了,再往后就是容器云的发展,由此也衍生出多种容器云的平台管理技术,其中以 kubernetes 最为出众,有了这样一些细粒度的容器集群管理技术,也为微服务的发展奠定了基石。因此,对于未来来说,应用的微服务化是一个较大的趋势。
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| 技术特点 |

为进程提供一个独立的运行环境:
• 针对不同进程使用同一个文件系统所造成的问题而言,Linux 和 Unix 操作系统可以通过 chroot 系统调用将子目录变成根目录,达到视图级别的隔离;进程在 chroot 的帮助下可以具有独立的文件系统,对于这样的文件系统进行增删改查不会影响到其他进程;

• 因为进程之间相互可见并且可以相互通信,使用 Namespace 技术来实现进程在资源的视图上进行隔离。在 chroot 和 Namespace 的帮助下,进程就能够运行在一个独立的环境下了;

• 但在独立的环境下,进程所使用的还是同一个操作系统的资源,一些进程可能会侵蚀掉整个系统的资源。为了减少进程彼此之间的影响,可以通过 Cgroup 来限制其资源使用率,设置其能够使用的 CPU 以及内存量。

资料来源:

  1. 名词定义:https://developer.aliyun.com/lesson_1651_13082?
  2. 发展历程:https://www.cnblogs.com/bakari/p/8868850.html
  3. 技术特点:https://developer.aliyun.com/lesson_1651_13082?
    延伸阅读:

Kubernetes、docker、《10个精选的容器应用案例》等。

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