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[24018] 2015-06-24_Docker1.7.0深度解析

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-06-24_Docker1.7.0深度解析 D o c k e r   1 . 7 . 0   深 度 解 析 L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 6 - 2 4 6 月 1 6 日 ， D o c k e r   1 . 7 . 0   发 布 ， 重 磅 炸 弹 在 D o c k e r 圈 引 起 巨 大 轰 动 ， 同 时 也 为 6 月 2 2 日 在 旧 金 山 举 办 的 D o c k e r C o n 大 会 献 礼 。 早 在 D o c k e r   1 . 6 . 0 之 际 ， D o c k e r 官 方 的 工 程 师 即 宣 称 ： 1 . 7 . 0 版 本 将 会 带 来 很 大 的 变 化 ， 包 括 ： D o c k e r 的 b u g 修 改 以 及 功 能 添 加 ； 并 且 还 体 现 在 D o c k e r 的 架 构 上 ， 如 网 络 模 块 等 。 话 不 多 说 ， 赶 紧 让 我 们 进 入 D o c k e r   1 . 7 . 0 的 深 度 解 析 。 从 D o c k e r 的 版 本 变 更 日 志 来 看 ， D o c k e r   1 . 7 . 0 在 四 个 方 面 会 有 或 多 或 少 的 变 动 ， 分 别 是 ： D o c k e r 运 行 时 （ R u n t i m e ） ， D o c k e r 的 代 码 变 化 ， D o c k e r 的 b u i l d e r 模 块 ， 以 及 D o c k e r 的 b u g 修 复 。 本 文 主 要 涉 及 D o c k e r   1 . 7 . 0 的 r u n t i m e 。 1 .   增 添 了 一 个 仍 然 处 于 试 验 阶 段 的 特 性 ： 支 持 o u t   o f   p r o c e s s 的 数 据 卷 插 件 。 何 为 试 验 性 质 的 特 性 ， 换 言 之 D o c k e r 的 这 部 分 特 性 还 不 支 持 在 生 产 环 境 中 采 用 ， 这 些 特 性 更 多 的 希 望 用 户 仅 仅 在 测 试 环 境 ， 以 及 沙 箱 环 境 中 采 用 。 试 验 性 特 性 完 全 是 D o c k e r   1 . 7 . 0 的 一 大 亮 点 。 在 以 上 的 基 础 上 理 解 o u t - o f - p r o c e s s ， 就 容 易 很 多 ， 插 件 本 身 与 D o c k e r   D a e m o n 无 耦 合 ， 即 插 即 用 ， 在 D o c k e r   D a e m o n 范 畴 之 外 发 挥 作 用 。 目 前 D o c k e r 的 试 验 性 特 性 可 以 从 两 个 方 面 来 描 述 ， 首 先 D o c k e r 目 前 已 经 支 持 用 户 自 定 义 第 三 方 插 件 的 使 用 ； 另 外 在 这 基 础 上 ， D o c k e r 自 身 支 持 了 容 器 数 据 卷 v o l u m e 插 件 。 此 外 ， D o c k e r 还 定 义 了 一 整 套 与 插 件 相 关 的 A P I ， 方 便 用 户 使 用 。 当 然 ， 相 信 后 续 在 该 领 域 ， 不 论 是 D o c k e r 官 方 ， 还 是 整 个 社 区 ， 都 会 不 断 有 新 的 插 件 诞 生 。 值 得 一 提 的 ， 在 数 据 卷 v o l u m e 插 件 方 面 ， 出 现 了 F l o c k e r 的 身 影 ， 这 也 意 味 着 容 器 的 数 据 存 储 问 题 ， 真 正 被 提 上 台 面 ， 并 由 相 应 合 理 的 解 决 方 案 。 2 . 从 d o c k e r   d a e m o n 的 角 度 ， 添 加 了 u s e r l a n d - p r o x y 的 起 停 开 关 。 首 先 介 绍 u s e r l a n d - p r o x y 一 直 以 来 的 作 用 。 众 所 周 知 ， 在 D o c k e r 的 桥 接 b r i d g e 网 络 模 式 下 ， D o c k e r 容 器 时 是 通 过 宿 主 机 上 的 N A T 模 式 ， 建 立 与 宿 主 机 之 外 世 界 的 通 信 。 然 而 在 宿 主 机 上 ， 一 般 情 况 下 ， 进 程 可 以 通 过 三 种 方 式 访 问 容 器 ， 分 别 为 ： < e t h 0 I P > : < h o s t P o r t > ,   < c o n t a i n e r I P > : < c o n t a i n e r P o r t > , 以 及 < 0 . 0 . 0 . 0 > : < h o s t P o r t > 。 实 际 上 ， 最 后 一 种 方 式 的 成 功 访 问 完 全 得 益 于 u s e r l a n d - p r o x y ， 即 D o c k e r   D a e m o n 在 启 动 一 个 D o c k e r 容 器 时 ， 每 为 容 器 在 宿 主 机 上 映 射 一 个 端 口 ， 都 会 启 动 一 个 d o c k e r - p r o x y 进 程 ， 实 现 宿 主 机 上 0 . 0 . 0 . 0 地 址 上 对 容 器 的 访 问 代 理 。 当 时 引 入 u s e r l a n d - p r o x y 时 ， 也 许 是 因 为 设 计 者 意 识 到 了 0 . 0 . 0 . 0 地 址 对 容 器 访 问 上 的 功 能 缺 陷 。 然 而 ， 在 d o c k e r - p r o x y 加 入 D o c k e r 之 后 相 当 长
的 一 段 时 间 内 。 D o c k e r 爱 好 者 普 遍 感 受 到 ， 很 多 场 景 下 ， d o c k e r - p r o x y 并 非 必 需 ， 甚 至 会 带 来 一 些 其 他 的 弊 端 。 影 响 较 大 的 场 景 主 要 有 两 种 ： 第 一 ， 单 个 容 器 需 要 和 宿 主 机 有 多 个 端 口 的 映 射 。 此 场 景 下 ， 若 容 器 需 要 映 射 1 0 0 0 个 端 口 甚 至 更 多 ， 那 么 宿 主 机 上 就 会 创 建 1 0 0 0 个 甚 至 更 多 的 d o c k e r - p r o x y 进 程 。 据 不 完 全 测 试 ， 每 一 个 d o c k e r - p r o x y 占 用 的 内 存 是 4 - 1 0 M B 不 等 。 如 此 一 来 ， 直 接 消 耗 至 少 4 - 1 0 G B 内 存 ， 以 及 至 少 1 0 0 0 个 进 程 ， 无 论 是 从 系 统 内 存 ， 还 是 从 系 统 C P U 资 源 来 分 析 ， 这 都 会 是 很 大 的 负 担 。 第 二 ， 众 多 容 器 同 时 存 在 于 宿 主 机 的 情 况 ， 单 个 容 器 映 射 端 口 极 少 。 这 种 场 景 下 ， 关 于 宿 主 机 资 源 的 消 耗 并 没 有 如 第 一 种 场 景 下 那 样 暴 力 ， 而 且 一 种 较 为 慢 性 的 方 式 侵 噬 资 源 。 如 今 ， D o c k e r   D a e m o n 引 入 -   - u s e r l a n d - p r o x y 这 个 f l a g ， 将 以 上 场 景 的 控 制 权 完 全 交 给 了 用 户 ， 由 用 户 决 定 是 否 开 启 ， 也 为 用 户 的 场 景 的 p r o x y 代 理 提 供 了 灵 活 性 。 3 .   d o c k e r   e x e c 命 令 增 加 -   - u s e r 参 数 ， 用 户 控 制 d o c k e r   e x e c 在 容 器 中 执 行 命 令 时 所 处 的 用 户 。 自 从 d o c k e r   1 . 3 . 0 引 入 d o c k e r   e x e c 之 后 ， 用 户 对 容 器 的 操 纵 能 力 被 大 大 释 放 ， 容 器 对 用 户 而 言 不 再 是 一 个 运 行 的 黑 盒 。 然 而 ， d o c k e r   e x e c 带 来 巨 大 好 处 的 同 时 ， 我 们 也 能 看 到 这 其 中 的 一 些 瑕 疵 ， 当 然 D o c k e r 社 区 也 在 不 断 地 完 善 d o c k e r   e x e c 。 首 先 ， d o c k e r   e x e c 在 容 器 中 运 行 的 进 程 会 以 r o o t 权 限 运 行 ， 在 权 限 方 面 缺 乏 灵 活 性 的 同 时 ， 容 器 的 安 全 很 有 可 能 失 控 。 参 数 -   - u s e r 恰 好 弥 补 了 这 方 面 的 不 足 。 其 次 ， d o c k e r   e x e c 的 存 在 打 破 了 容 器 内 进 程 呈 现 树 状 关 系 的 现 状 ， 而 设 计 初 期 D o c k e r 容 器 的 很 多 概 念 均 以 树 的 思 想 从 i n i t p r o c e s s 入 手 ， 因 此 目 前 d o c k e r   e x e c 的 进 程 并 不 能 和 原 生 态 容 器 进 程 完 全 一 样 地 被 D o c k e r   D a e m o n 管 理 。 4 .   增 强 D o c k e r 容 器 网 关 地 址 的 配 置 广 度 。 D o c k e r   1 . 7 . 0 发 布 之 前 ， 在 b r i d g e 桥 接 模 式 下 ， D o c k e r 容 器 的 网 关 地 址 是 默 认 生 成 的 ， 一 般 为 D o c k e r 环 境 中 的 d o c k e r 0 网 桥 地 址 。 从 容 器 通 信 的 角 度 而 言 ， 默 认 的 方 式 已 经 可 以 满 足 需 要 。 但 是 ， 我 们 依 然 可 以 发 现 ， 这 种 模 式 存 在 一 些 弊 端 ， 比 如 网 络 配 置 的 灵 活 性 以 及 网 络 安 全 性 。 D o c k e r 容 器 的 网 络 一 直 广 受 关 注 ， 缺 乏 可 配 置 的 特 性 ， 在 如 今 的 软 件 发 展 中 ， 几 乎 就 意 味 着 封 闭 。   - - d e f a u l t - g a t e w a y   以 及 - - d e f a u l t - g a t e w a y - v 6   这 两 个 参 数 ， 很 大 程 度 上 提 高 了 用 户 自 定 义 容 器 网 络 的 灵 活 性 ， 用 户 更 多 场 景 的 覆 盖 ， 似 乎 从 D o c k e r 的 发 展 中 若 影 若 现 。 结 合 最 近 几 次 新 版 本 ， 功 能 的 增 强 与 丰 富 ， 不 难 猜 测 ， D o c k e r 的 企 业 化 以 及 生 产 化 ， 已 经 更 上 一 层 楼 。 默 认 网 关 的 设 置 ， 为 什 么 说 会 和 容 器 的 网 络 安 全 相 关 呢 ？ 过 去 很 长 一 段 时 间 内 ， d o c k e r 0 作 为 容 器 的 网 关 地 址 ， 这 种 方 式 将 容 器 与 宿 主 机 的 耦 合 关 系 体 现 的 很 彻 底 。 d o c k e r 0 作 为 宿 主 机 上 的 网 络 接 口 ， 充 当 容 器 与 宿 主 机 的 桥 梁 。 然 而 ， 也 正 是 桥 梁 的 存 在 ， 使 得 容 器 内 部 进 程 很 容 易 穿 过 网 关 ， 到 达 宿 主 机 ， 此 过 程 并 非 对 用 户 透 明 。 5 .   容 器 C F S   q u o t a 的 支 持 完 善 D o c k e r 对 内 核 c g o u p s 的 支 持 ， 指 的 是 对 于 一 个 组 内 的 进 程 组 在 一 个 周 期 内 被 内 核 C F S 调 度 算 法 调 度 的 时 间 限 额 ， 单 位 为 微 秒 。 该 配 置 项 在 c g r o u p s 中 相 应 的 文 件 为 / s y s / f s / c g r o u p / c p u / c p u . c f s _ q u o t a _ u s 。 6 .   容 器 磁 盘 I O 限 制 的 支 持 众 所 周 知 ， 容 器 将 会 为 用 户 提 供 一 个 隔 离 的 运 行 环 境 ， 容 器 内 部 的 进 程 或 者 进 程 组 使 用 资 源 时 将 受 到 限 制 ， 这 样 的 资 源 ， 包 括 ： 内 存 资 源 （ 物 理 内 存 以 及 s w a p ） ， C P U 资 源 （ C P U 时 间 片 以 及 C P U 核 等 ） ， 磁 盘 空 间 资 源 等 ， 以 上 这 部 分 内 容 或 多 或 少 ， D o c k e r 的 新 版 本 之 前 或 多 或 少 都 可 以 实 现 ， 然 而 隔 离 维 度 依 旧 不 够 完 美 ， 这 次 D o c k e r 添 加 了 — b l k i o - w e i g h t 参 数 ， 实 现 对 容 器 磁 盘 I O 限 制 的 支 持 。 隔 离 更 加 完 备 ， 用 户 也 不 再 需 要 担 心 容 器 间 磁 盘 I O 资 源 的 竞 争 。 7 .   Z F S 支 持
D o c k e r   1 . 7 . 0   正 式 宣 布 支 持 Z F S 文 件 系 统 。 此 举 也 意 味 着 D o c k e r 容 器 文 件 系 统 的 支 持 从 原 先 的 5 种 增 加 到 6 种 。 此 前 ， D o c k e r 支 持 a u f s ， d e v m a p p e r ， b t r f s ， o v e l a y f s ， v f s （ 用 于 支 持 v o l u m e ） ， 如 今 添 加 对 Z F S 的 支 持 。 Z F S 的 支 持 ， 不 禁 让 人 联 想 到 与 D o c k e r 的 数 据 卷 v o l u m e 插 件 的 F l o c k e r 。 错 进 错 出 ， 似 乎 关 系 较 为 微 妙 。 值 得 一 提 的 是 ， 除 了 支 持 Z F S 之 外 ， 笔 者 发 现 在 负 责 容 器 文 件 系 统 的 g r a p h 模 块 中 ， 添 加 了 d r i v e r _ w i n d o w s . g o , 虽 然 内 容 极 其 简 易 ， 并 非 完 全 实 现 对 w i n d o w s 的 全 盘 支 持 ， 但 是 至 少 让 大 家 看 到 D o c k e r 支 持 w i n d o w s 的 步 伐 在 不 断 迈 进 。 8 .   d o c k e r   l o g s 的 功 能 扩 展 查 看 容 器 日 志 ， 相 信 很 多 D o c k e r 爱 好 者 都 体 验 过 ， 这 也 是 用 户 查 看 容 器 运 行 状 态 的 重 要 依 据 。 可 以 简 单 了 解 D o c k e r 容 器 日 志 的 原 理 ： 对 于 每 一 个 创 建 的 D o c k e r 容 器 ， D o c k e r   D a e m o n 均 会 在 内 部 创 建 一 个 g o r o u t i n e 来 监 听 容 器 内 部 进 程 的 标 准 输 出 s t d o u t 以 及 标 准 错 误 s t d e r r ， 并 将 内 容 传 递 至 日 志 文 件 中 。 每 当 用 户 发 通 过 D o c k e r   C l i e n t 发 起 查 看 容 器 日 志 的 请 求 d o c k e r   l o g s 之 后 ， D o c k e r   D a e m o n 会 将 日 志 文 件 的 内 容 传 递 至 D o c k e r   C l i e n t 显 示 。 d o c k e r   l o g s 的 发 展 ， 几 乎 可 以 分 为 4 个 阶 段 ： D o c k e r 诞 生 初 期 的 原 生 态 日 志 打 印 ； 允 许 用 户 f o l l o w 容 器 的 日 志 ； 开 启 容 器 容 器 的 t a i l 功 能 ， 以 及 容 器 日 志 的 s i n c e 功 能 ， 打 印 从 某 一 个 时 间 戳 开 始 之 后 的 容 器 日 志 。 虽 然 容 器 日 志 的 功 能 在 逐 渐 增 强 ， 但 是 不 可 否 认 的 是 ， 容 器 日 志 是 容 器 本 身 与 D o c k e r   D a e m o n 耦 合 最 大 的 模 块 之 一 ， 而 这 涉 及 D o c k e r 设 计 之 初 的 计 划 ， 绝 非 完 美 ， 但 的 确 是 短 时 间 内 最 易 用 的 方 案 。 9 .   容 器 与 宿 主 机 共 享 U T S 命 名 空 间 的 支 持 不 同 的 场 景 下 ， 容 器 与 宿 主 机 可 以 完 全 隔 离 ， 容 器 也 可 能 与 宿 主 机 存 在 共 享 信 息 的 情 况 ， D o c k e r 网 络 的 h o s t 模 式 就 是 一 个 很 好 的 例 子 ， 该 模 式 下 的 容 器 共 享 宿 主 机 的 网 络 命 名 空 间 。 共 享 U T S 命 名 空 间 的 支 持 ， 意 味 着 容 器 与 宿 主 机 的 关 系 越 来 越 微 妙 。 也 许 目 前 很 多 D o c k e r 爱 好 者 已 经 习 惯 容 器 与 宿 主 机 完 全 隔 离 的 运 行 ， 当 然 也 会 有 一 些 用 户 曾 经 抱 怨 完 全 隔 离 的 运 行 环 境 并 不 能 平 滑 的 将 传 统 遗 留 业 务 容 器 化 。 那 么 ， 目 前 D o c k e r 在 兼 顾 两 者 的 情 况 下 ， 更 多 地 在 满 足 后 者 的 需 求 ， 不 久 的 将 来 ， D o c k e r 容 器 的 运 用 场 景 必 将 更 加 丰 富 ， 这 也 是 D o c k e r 走 向 企 业 化 以 及 生 产 化 必 须 要 趟 的 路 。 总 体 而 言 ， D o c k e r   1 . 7 . 0 给 笔 者 的 感 受 是 ： 功 能 上 逐 渐 向 企 业 需 求 靠 拢 ， 在 p r o d u c t i o n - r e a d y 的 路 上 不 断 优 化 ， 另 外 在 安 全 方 面 在 不 涉 及 内 核 基 础 上 也 不 断 完 善 。 来 源 ： h t t p : / / d o c k o n e . i o / a r t i c l e / 4 5 1 阅 读 原 文
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