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Go语言、Docker 和新技术

Go语言、Docker 和新技术

betway手机客户端 www.chinamxjy.com 上个月,作为 Go 语言的三位创始人之一,Unix 老牌黑客罗勃·派克(Rob Pike)在新文章“Go: Ten years and climbing”中,回顾了一下 Go 语言的发展过程。其中提到,Go 语言这十年的迅猛发展大到连他们自己都没有想到,并且还成为了云计算领域中新一代的开发语言?;固岬搅?,中国程序员对 Go 语言的热爱完全超出了他们的想象,甚至他们都不敢相信是真的。

这让我想起,我在 2015 年 5 月份拜访 Docker 公司在湾区的总部时,Docker 负责人也和我表达了相似的感叹:他们完全没有想到居然中国有那么多人喜欢 Docker,而且还有这么多人在为 Docker 做贡献,这让他们感到非常意外。此外,还跟我说,中国是除了美国本土之外的另一个如此喜欢 Docker 技术的国家,在其它国家都没有看到。

的确如他们所说,Go 语言和 Docker 这两种技术已经成为新一代的云计算技术,而且可以看到其发展态势非常迅猛。而中国也成为了像美国一样在强力推动这两种技术的国家。这的确是一件让人感到非常高兴的事,因为中国在跟随时代潮流这件事上已经做得非常不错了。

然而,从 2014-2015 年我在阿里推动 Docker 和 Go 语言的痛苦和失败过程中,以及这许多年来,有很多很多人问我是否要学 Go 语言,是否要学 Docker,Go 和 Docker 是否能用在生产线上,这些问题看来,对于 Go 语言和 Docker 这两种技术,在国内的技术圈中有相当大的一部分人和群体还在执观望或是不信任的态度。

所以,我想写这篇文章,从两个方面来论述一下我的观点和看法。

  • 一个方面,为什么 Go 语言和 Docker 会是新一代的云计算技术。
  • 另一个方面,作为技术人员,我们如何识别什么样的新技术会是未来的趋势。

这两个问题是相辅相成的,所以我会把这两个问题揉在一起谈。

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Docker基础技术:DeviceMapper

Docker基础技术:DeviceMapper

how_to_set_up_an_iSCSI_LUN_with_thin在上一篇介绍AUFS的文章中,大家可以看到,Docker的分层镜像是怎么通过UnionFS这种文件系统做到的,但是,因为Docker首选的AUFS并不在Linux的内核主干里,所以,对于非Ubuntu的Linux分发包,比如CentOS,就无法使用AUFS作为Docker的文件系统了。于是作为第二优先级的DeviceMapper就被拿出来做分层镜像的一个实现。

Device Mapper 简介

DeviceMapper自Linux 2.6被引入成为了Linux最重要的一个技术。它在内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射机制,它为实现用于存储资源管理的块设备驱动提供了一个高度??榛哪诤思芄?,它包含三个重要的对象概念,Mapped Device、Mapping Table、Target device。

Mapped Device 是一个逻辑抽象,可以理解成为内核向外提供的逻辑设备,它通过Mapping Table描述的映射关系和 Target Device 建立映射。Target device 表示的是 Mapped Device 所映射的物理空间段,对 Mapped Device 所表示的逻辑设备来说,就是该逻辑设备映射到的一个物理设备。

Mapping Table里有?Mapped Device 逻辑的起始地址、范围、和表示在 Target Device 所在物理设备的地址偏移量以及Target 类型等信息(注:这些地址和偏移量都是以磁盘的扇区为单位的,即 512 个字节大小,所以,当你看到128的时候,其实表示的是128*512=64K)。

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Docker基础技术:AUFS

Docker基础技术:AUFS

docker-filesystems-busyboxrwAUFS是一种Union File System,所谓UnionFS就是把不同物理位置的目录合并mount到同一个目录中。UnionFS的一个最主要的应用是,把一张CD/DVD和一个硬盘目录给联合 mount在一起,然后,你就可以对这个只读的CD/DVD上的文件进行修改(当然,修改的文件存于硬盘上的目录里)。

AUFS又叫Another UnionFS,后来叫Alternative UnionFS,后来可能觉得不够霸气,叫成Advance UnionFS。是个叫Junjiro Okajima(岡島順治郎)在2006年开发的,AUFS完全重写了早期的UnionFS 1.x,其主要目的是为了可靠性和性能,并且引入了一些新的功能,比如可写分支的负载均衡。AUFS在使用上全兼容UnionFS,而且比之前的UnionFS在稳定性和性能上都要好很多,后来的UnionFS 2.x开始抄AUFS中的功能。但是他居然没有进到Linux主干里,就是因为Linus不让,基本上是因为代码量比较多,而且写得烂(相对于只有3000行的union mount和10000行的UnionFS,以及其它平均下来只有6000行代码左右的VFS,AUFS居然有30000行代码),所以,岡島不断地改进代码质量,不断地提交,不断地被Linus拒掉,所以,到今天AUFS都还进不了Linux主干(今天你可以看到AUFS的代码其实还好了,比起OpenSSL好N倍,要么就是Linus对代码的质量要求非常高,要么就是Linus就是不喜欢AUFS)。

不过,好在有很多发行版都用了AUFS,比如:Ubuntu 10.04,Debian6.0, Gentoo Live CD支持AUFS,所以,也OK了。

好了,扯完这些闲话,我们还是看一个示例吧(环境:Ubuntu 14.04)

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Docker基础技术:Linux CGroup

Docker基础技术:Linux CGroup

filter前面,我们介绍了Linux Namespace,但是Namespace解决的问题主要是环境隔离的问题,这只是虚拟化中最最基础的一步,我们还需要解决对计算机资源使用上的隔离。也就是说,虽然你通过Namespace把我Jail到一个特定的环境中去了,但是我在其中的进程使用用CPU、内存、磁盘等这些计算资源其实还是可以随心所欲的。所以,我们希望对进程进行资源利用上的限制或控制。这就是Linux CGroup出来了的原因。

Linux CGroup全称Linux Control Group, 是Linux内核的一个功能,用来限制,控制与分离一个进程组群的资源(如CPU、内存、磁盘输入输出等)。这个项目最早是由Google的工程师在2006年发起(主要是Paul Menage和Rohit Seth),最早的名称为进程容器(process containers)。在2007年时,因为在Linux内核中,容器(container)这个名词太过广泛,为避免混乱,被重命名为cgroup,并且被合并到2.6.24版的内核中去。然后,其它开始了他的发展。

Linux CGroupCgroup 可???让???您???为???系???统???中???所???运???行???任???务???(进???程???)的???用???户???定???义???组???群???分???配???资???源??? — 比???如??? CPU 时???间???、???系???统???内???存???、???网???络???带???宽???或???者???这???些???资???源???的???组???合???。???您???可???以???监???控???您???配???置???的??? cgroup,拒???绝??? cgroup 访???问???某???些???资???源???,甚???至???在???运???行???的???系???统???中???动???态???配???置???您???的??? cgroup。

主要提供了如下功能:

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Docker基础技术:Linux Namespace(上)

Docker基础技术:Linux Namespace(上)

isolation时下最热的技术莫过于Docker了,很多人都觉得Docker是个新技术,其实不然,Docker除了其编程语言用go比较新外,其实它还真不是个新东西,也就是个新瓶装旧酒的东西,所谓的The New “Old Stuff”。Docker和Docker衍生的东西用到了很多很酷的技术,我会用几篇 文章来把这些技术给大家做个介绍,希望通过这些文章大家可以自己打造一个山寨版的docker。

当然,文章的风格一定会尊重时下的“流行”——我们再也没有整块整块的时间去看书去专研,而我们只有看微博微信那样的碎片时间(那怕我们有整块的时间,也被那些在手机上的APP碎片化了)。所以,这些文章的风格必然坚持“马桶风格”(希望简单到占用你拉一泡屎就时间,而且你还不用动脑子,并能学到些东西)

废话少说,我们开始。先从Linux Namespace开始。

?简介

Linux Namespace是Linux提供的一种内核级别环境隔离的方法。不知道你是否还记得很早以前的Unix有一个叫chroot的系统调用(通过修改根目录把用户jail到一个特定目录下),chroot提供了一种简单的隔离模式:chroot内部的文件系统无法访问外部的内容。Linux Namespace在此基础上,提供了对UTS、IPC、mount、PID、network、User等的隔离机制。

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Docker基础技术:Linux Namespace(下)

Docker基础技术:Linux Namespace(下)

jail_cellDocker基础技术:Linux Namespace(上篇)中我们了解了,UTD、IPC、PID、Mount 四个namespace,我们模仿Docker做了一个相当相当山寨的镜像。在这一篇中,主要想向大家介绍Linux的User和Network的Namespace。

好,下面我们就介绍一下还剩下的这两个Namespace。

User Namespace

User Namespace主要是用了CLONE_NEWUSER的参数。使用了这个参数后,内部看到的UID和GID已经与外部不同了,默认显示为65534。那是因为容器找不到其真正的UID所以,设置上了最大的UID(其设置定义在/proc/sys/kernel/overflowuid)。

要把容器中的uid和真实系统的uid给映射在一起,需要修改 /proc/<pid>/uid_map/proc/<pid>/gid_map 这两个文件。这两个文件的格式为:

ID-inside-ns ID-outside-ns length

其中:

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