虚拟化与容器

目录

1.主机级别虚拟化

a.type-I

b.type-II

2.容器级别虚拟化

3.namespace

4.cgroups

5.AUFS

a. AUFS的概念

b.linux的基本文件系列

c.docker 镜像

虚拟化按目前使用的类别分类，可分为两种，

主机级别虚拟化

和

容器级别虚拟化

这种虚拟化，hypervisor绕过我们熟知的os内核，直接接管硬件，然后自己再虚拟出对应所需要的os内核。主要产品有VMware ESXI，如下图左侧

宿主机虚拟化，hypervisor层运行于宿主机os之上，通过主机os内核来进行硬件的内核调试，主要产品有VMware workstation，如上图右侧

容器虚拟化，有别于主机虚拟化，其存在宿主机os，但其与主机级别虚拟化的type-II不一样，并非进行内核的虚拟化，而是通过namespace进行虚拟化，通过namespace的隔离，进行各程序的隔离，通过cgroups，进行资源的控制，以此来进行虚拟化。如下图

linux 内核从版本 2.4.19 开始陆续引入了 namespace 的概念。当一个程序运行于主机之中时，其基本要求有，系统根文件目录、运行pid进程号、主机名、网卡、ipc通信、程序运行用户这六大类。

linux将以上六类进行了内核级别的虚拟化，这六大类统称为namespace

namespace	引入的相关内核版本	被隔离的全局系统资源	在容器环境下的隔离效果
Mount	2.4.19	文件系统挂接点	每个容器能看到不同的文件系统层次结构
UTS	2.6.19	hostname	每个容器能看到自己的hostname
IPC		进程间通信	同一个IPC namespace的进程之间能互相通讯
PID	2.6.24	进程PID	每个PID namespace中的进程可以有其独立的PID，每个容器可以有其PID为1的root进程
Network	始于2.6.24完成于2.6.29	网络相关的系统资源	每个容器用有其独立的网络设备，IP地址，IP路由表，/proc/net目录，端口号
User name	始于2.6.23完成于3.8	用户和组ID空间	每个container可以有不同的user和group id

因为centos6的内核为2.6，所以user name不支持，所以centos6天然不太支持容器，虽然可以通过升级内核来进行支持，不过建议直接使用centos7以上的系统

cgroups: Linux control groups，linux为运行的任务分配cpu、ram等，当namespace为容器进行隔离之后，还需要对每个容器进行资源的使用进行控制，不能让其抢占其它容器的资源。

cgroups主要对以下内容进行资源控制

AUFS：Union File System，联合文件系统，主要功能是将位于不同物理位置的目录合并成同一个目录，有点类似于hadoop中hdfs的分布式存储。

linux系统启动，至少需要有两种文件系统，一种是

bootfs

，一种是

rootfs

，

bootfs：包含 boot loader 和 kernel。用户不会修改这个文件系统。实际上，在启动（boot）过程完成后，整个内核都会被加载进内存，此时 bootfs 会被卸载掉从而释放出所占用的内存。同时也可以看出，对于同样内核版本的不同的 Linux 发行版的 bootfs 都是一致的。
rootfs：包含典型的目录结构，包括 /dev, /proc, /bin, /etc, /lib, /usr, and /tmp 等再加上要运行用户应用所需要的所有配置文件，二进制文件和库文件。这个文件系统在不同的Linux 发行版中是不同的。而且用户可以对这个文件进行修改。

同一个内核版本的所有linux系统的bootfs是相同的，rootfs不同

在docker images中，其采用的是分层技术，基础镜像中的roofs会一直保持只读模式，docker利用union mount来在这个rootfs上增加更多的只读文件系统，最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。

在docker的分层镜像中，除了支持aufs之外，还支持devicemapper，因为在aufs暂时还未被收纳入linux内核主干，ubuntu14支持aufs，所以docker在ubuntu上面使用aufs，而作为比较保留的redhat系列上，docker使用的devicemapper