问题

clone(container_main, container_stack+STACK_SIZE, CLONE_NEWNS | SIGCHLD , NULL);
  • 即使开启了 Mount Namespace(CLONE_NEWNS),容器进程看到的文件系统也跟宿主机完全一样。

原因

  • Mount Namespace 修改的,是容器进程对文件系统“挂载点”的认知。但是,这也就意味着,只有在“挂载”这个操作发生之后,进程的视图才会被改变。而在此之前,新创建的容器会直接继承宿主机的各个挂载点。
  • 在容器进程启动之前,加上一句 mount(“none”, “/tmp”, “tmpfs”, 0, “”) 语句。告诉容器以 tmpfs(内存盘)格式,重新挂载了 /tmp 目录。
  • 因为我们创建的新进程启用了 Mount Namespace,所以这次重新挂载的操作,只在容器进程的 Mount Namespace 中有效。如果在宿主机上用 mount -l 来检查一下这个挂载,你会发现它是不存在的.
  • 这就是 Mount Namespace 跟其他 Namespace 的使用略有不同的地方:它对容器进程视图的改变,一定是伴随着挂载操作(mount)才能生效

更进一步

  • 每当创建一个新容器时,我希望容器进程看到的文件系统就是一个独立的隔离环境,而不是继承自宿主机的文件系统。
  • 使用chroot命令,改变进程的根目录到你指定的位置。
  • 实际上,Mount Namespace 正是基于对 chroot 的不断改良才被发明出来的,它也是 Linux 操作系统里的第一个 Namespace。当然,为了能够让容器的这个根目录看起来更“真实”,我们一般会在这个容器的根目录下挂载一个完整操作系统的文件系统,而这个挂载在容器根目录上、用来为容器进程提供隔离后执行环境的文件系统,就是所谓的“容器镜像”。它还有一个更为专业的名字,叫作:rootfs(根文件系统)
  • 所以,一个最常见的 rootfs,或者说容器镜像,会包括如下所示的一些目录和文件,比如 /bin,/etc,/proc
  • $ ls / bin dev etc home lib lib64 mnt opt proc root run sbin sys tmp usr var

rootfs

  • rootfs 只是一个操作系统所包含的文件、配置和目录,并不包括操作系统内核。在 Linux 操作系统中,这两部分是分开存放的,操作系统只有在开机启动时才会加载指定版本的内核镜像。

  • 同一台机器上的所有容器,都共享宿主机操作系统的内核。这就意味着,如果你的应用程序需要配置内核参数、加载额外的内核模块,以及跟内核进行直接的交互,这些操作和依赖的对象,都是宿主机操作系统的内核,它对于该机器上的所有容器来说是一个“全局变量”,牵一发而动全身

  • 容器一致性:由于 rootfs 里打包的不只是应用,而是整个操作系统的文件和目录,也就意味着,应用以及它运行所需要的所有依赖,都被封装在了一起

layer

  • Docker 在镜像的设计中,引入了层(layer)的概念。也就是说,用户制作镜像的每一步操作,都会生成一个层,也就是一个增量 rootfs。
  • 用到了一种叫作联合文件系统(Union File System)的能力。Union File System 也叫 UnionFS,最主要的功能是将多个不同位置的目录联合挂载(union mount)到同一个目录下.

只读层

  • 容器的 rootfs 最下面的五层,对应的正是 ubuntu:latest 镜像的五层
  • 这些层,都以增量的方式分别包含了 Ubuntu 操作系统的一部分

可读写层

  • 最上面这个可读写层的作用,就是专门用来存放你修改 rootfs 后产生的增量,无论是增、删、改,都发生在这里。而当我们使用完了这个被修改过的容器之后,还可以使用 docker commit 和 push 指令,保存这个被修改过的可读写层。

Init 层

  • Init 层是 Docker 项目单独生成的一个内部层,专门用来存放 /etc/hosts、/etc/resolv.conf 等信息。
  • 需要这样一层的原因是,这些文件本来属于只读的 Ubuntu 镜像的一部分,但是用户往往需要在启动容器时写入一些指定的值比如 hostname,所以就需要在可读写层对它们进行修改。
  • 可是,这些修改往往只对当前的容器有效,我们并不希望执行 docker commit 时,把这些信息连同可读写层一起提交掉。
  • 所以,Docker 做法是,在修改了这些文件之后,以一个单独的层挂载了出来。而用户执行 docker commit 只会提交可读写层,所以是不包含这些内容的。
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