深入剖析Kubernetes学习笔记：容器基础（05-06）

05 ：从进程说起

1、容器本身没有价值，有价值的是"容器编排"

2、什么是进程？

一旦"程序"被执行起来，它就从磁盘上的二进制文件，变成

1、计算机内存中的数据
2、寄存器里的值
3、堆栈中的指令
4、被打开的文件
5、以及各种设备的状态信息的一个集合。

像这样一个程序运行起来后的计算机执行环境的综合，就是我们今天的主角：进程

3、容器技术的核心功能：

1、就是通过约束和修改进程的动态表现，从而为其创造出一个"边界"

2、Cgroups 技术是用来制造约束的主要手段

3、Namespace 技术则是用来修改进程视图的主要方法。

4、Linux容器最基本的实现原理了

[root@luoahong ~]# docker run -it busybox /bin/sh
Unable to find image 'busybox:latest' locally
latest: Pulling from library/busybox
57c14dd66db0: Pull complete
Digest: sha256:7964ad52e396a6e045c39b5a44438424ac52e12e4d5a25d94895f2058cb863a0
Status: Downloaded newer image for busybox:latest
/ # ps
PID USER TIME COMMAND
1 root 0:00 /bin/sh
6 root 0:00 ps

请帮我启动一个容器，在容器里执行 /bin/sh，并且给我分配一个命令行终端跟这个容器交互

本来，每当我们在宿主机上运行了一个 /bin/sh 程序，操作系统都会给他分配一个进程编号，比如PID=100
这个编号是进程的唯一标识，就像员工的工牌一样，所以PID=100，可以粗略地理解为这个/bin/sh是我们公司里的第
100号员工，而第1号员工就自然是比尔 · 盖茨这样统领全局的人物。

而除了我们刚刚用到的 PID Namespace，Linux操作系统还提供了 Mount、UTS、IPC、
Network 和 User 这些 Namespace用来对各种不同的进程上下文进行“障眼法”操作

5、容器，其实是一种特殊的进程而已

实际上是在创建容器进程时，指定了这个进程所需要启用的一组 Namespace 参数。这样，容器就只能“看”到当前
Namespace 所限定的资源、文件、设备、状态，或者配置而对于宿主机以及其他不相关的程序，它就完全看不到了。

6、容器和虚拟机的比较

这时，这些进程就会觉得自己是各自 PID Namespace，里的第 1 号进程，只能看到各自 Mount Namespace里挂载

用来对各种不同的进程上下文进行“障眼法”操作

06 ：隔离与限制

Namespace 技术实际上修改了应用进程看待整个计算机"视图"被操作系统做了限制，只能"看到"某些指定的内容

1、容器相对于虚拟机最大的优势是？

“敏捷”和“高性能”是容器相较于虚拟机最大的优势，也是它能够在 PaaS 这种更细粒度的资源管理平台上大行其道的重要原因

优点：“敏捷”和“高性能”
缺点：隔离的不彻底

不能被Namespace 化的资源和对象比如时间

2、限制

1、Linux Cgroups 的全称是 Linux Control Group。它最主要的作用，就是限制一个进程组能够使用的资源上限，包括CPU、内存、磁盘、网络带宽等等

[root@luoahong container]# pwd
/sys/fs/cgroup/cpu/container
[root@luoahong container]# while : ; do : ; done &
[1] 1447
[root@luoahong container]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/container/cpu.cfs_quota_us
-1
[root@luoahong container]# cat /sys/fs/cgroup/cpu/container/cpu.cfs_period_us
100000
[root@luoahong container]# echo 20000 > /sys/fs/cgroup/cpu/container/cpu.cfs_quota_us
[root@luoahong container]# echo 1447 > /sys/fs/cgroup/cpu/container/tasks

2、Linux Cgroups 的设计还是比较易用的，简单粗暴地理解呢，它就是一个子系统目录加上一组资源限制文件的组合

docker run -it --cpu-period=100000 --cpu-quota=20000 ubuntu /bin/bash
 
$ cat /sys/fs/cgroup/cpu/docker/5d5c9f67d/cpu.cfs_period_us
100000
$ cat /sys/fs/cgroup/cpu/docker/5d5c9f67d/cpu.cfs_quota_us
20000

3、容器是一个单进程模型

[root@k8s-master ~]# docker run -it --cpu-period=100000 --cpu-quota=20000 ubuntu /bin/bash
root@beac9236771e:/# cd /sys/fs/cgroup/cpu/
root@beac9236771e:/sys/fs/cgroup/cpu# ls
cgroup.clone_children cgroup.procs cpu.cfs_quota_us cpu.rt_runtime_us cpu.stat cpuacct.usage notify_on_release
cgroup.event_control cpu.cfs_period_us cpu.rt_period_us cpu.shares cpuacct.stat cpuacct.usage_percpu tasks
root@beac9236771e:/sys/fs/cgroup/cpu# cat cpu.cfs_period_us
100000
root@beac9236771e:/sys/fs/cgroup/cpu# cat cpu.cfs_quota_us
20000
root@beac9236771e:/sys/fs/cgroup/cpu# pwd
/sys/fs/cgroup/cpu
 
$ mount -l | grep tmpfs
none on /tmp type tmpfs (rw,relatime)
 
[root@k8s-master cpu]# mount -l | grep tmpfs
devtmpfs on /dev type devtmpfs (rw,nosuid,size=1006112k,nr_inodes=251528,mode=755)
tmpfs on /dev/shm type tmpfs (rw,nosuid,nodev)
tmpfs on /run type tmpfs (rw,nosuid,nodev,mode=755)
tmpfs on /sys/fs/cgroup type tmpfs (ro,nosuid,nodev,noexec,mode=755)
tmpfs on /run/user/0 type tmpfs (rw,nosuid,nodev,relatime,size=203192k,mode=700)

这就意味着这个 Docker 容器，只能使用到 20% 的cpu带宽