第十二章 底層實現
Docker 底層的核心技術包括 Linux 上的命名空間 (Namespaces)、控制組 (Control groups)、Union 檔案系統 (Union file systems) 和容器格式 (Container format)。
我們知道，傳統的虛擬機透過在宿主主機中執行 hypervisor 來模擬一整套完整的硬體環境提供給虛擬機的作業系統。虛擬機系統看到的環境是可限制的，也是彼此隔離的。 這種直接的做法實現了對資源最完整的封裝，但很多時候往往意味著系統資源的浪費。 例如，以宿主機和虛擬機系統都為 Linux 系統為例，虛擬機中執行的應用其實可以利用宿主機系統中的執行環境。
我們知道，在作業系統中，包括核心、檔案系統、網路、PID、UID、IPC、記憶體、硬碟、CPU 等等，所有的資源都是應用程序直接共享的。 要想實現虛擬化，除了要實現對記憶體、CPU、網路 IO、硬碟 IO、儲存空間等的限制外，還要實現檔案系統、網路、PID、UID、IPC 等等的相互隔離。 前者相對容易實現一些，後者則需要宿主機系統的深入支援。
隨著 Linux 系統對於命名空間功能的完善實現，工程師已經可以實現上面的所有需求，讓某些程序在彼此隔離的命名空間中執行。大家雖然都共用一個核心和某些執行時環境 (例如一些系統指令和系統函式庫)，但是彼此卻看不到，都以為系統中只有自己的存在。這種機制就是容器 (Container)，利用命名空間來做許可權的隔離控制，利用 cgroups 來做資源分配。