C 语言实现的容器引擎 cocker
1. 概述
1.1. cocker是什么
cocker是我个人用C语言完全自研的容器引擎(对标Docker),主要解决如下工作场景中的痛点:
- 原生支持多进程架构的容器使用模式,无须引入第三方组件。
- 按虚拟主机方式管理容器,交互式构建镜像,写过复杂Dockerfile的人都深恶痛绝。
- 镜像多版本共存管理。
- (更多...)
cocker使用到了以下Linux底层技术:LXC、cgroup、overlayfs、iptables、ptms等。
1.2. 系统架构
在LXC中,容器只是内核命名空间隔离的根进程以及子进程树,隔离域有主机名字、进程空间、根文件系统、IPC、网络等。cocker完整的实现了以上所有隔离域,在容器管理设计上倾向于虚拟主机方式,也支持类似Docker的单进程方式。
cocker自带了容器根进程,负责通过伪终端方式桥接容器内外,而不是必须通过ssh。
cgroup负责隔离域的系统资源管控,包括CPU、内存等。
1.2.1. 状态迁移图
cocker镜像可以本地构建或从镜像库上传下载,镜像库目前只支持ssh服务端,后续版本中会加入cocker原生服务器。
cocker镜像允许不同版本共存,创建容器时可以指定镜像版本,或者默认最新版。镜像可以复制和删除,也可以修改版本号。
cocker容器创建出来后可以启动、关闭和销毁。修改容器属性如虚拟IP、端口映射和卷映射必须在容器关闭状态下进行。
cocker镜像可以转化为cocker容器便于交互式修改,然后再转化回来。
1.2.2. 层叠文件系统
层叠文件系统是多镜像容器的存储基础,cocker采用overlayfs作为其层叠文件系统引擎,可以叠加几乎无限的镜像层。
cocker的镜像和容器等都存放在环境变量COCKER_HOME指向的主目录中,所以规划其容量是使用前必须要考虑的问题。如果没有设置环境变量COCKER_HOME,则默认指向/var/cocker。
COCKER_HOME主目录中有镜像主目录images、容器主目录containers、ssh镜像仓库srepo,以及日志文件cocker.log。
1.2.3. 网络
cocker支持三种网络模型:HOST、CUSTOM和BRIDGE。
网络模型说明HOST无预置网络环境CUSTOM仅仅预置网络命名空间,不创建容器内外网卡等,由完全由用户自设置BRIDGE预置以NAT方式的容器向宿主机的网络连通方式、自定义多组指定端口映射转发的宿主机向容器的网络连通方式
首次执行cocker会创建网桥设备cocker0,网段为166.88.0.x。
1.2.4. 系统资源限制
cocker目前只实现了CPU核分配、时间片占用百分比分配、内存分配,其它系统资源在后续版本中会逐渐完善。
1.2.5. 伪终端
自带容器根进程接受客户端cocker连接后会创建伪终端会话,就像登录到虚拟主机上命令交互一样,无需使用ssh。
1.3. 快速使用
使用主控工具cocker快速创建一个小型测试镜像,里面调用了自带脚本cocker_install_test.sh构建根文件系统。
然后使用指令-a boot基于刚刚创建的镜像test启动一个容器test,并且直接打开一个会话连接到容器中的伪终端...退出伪终端后,使用指令-a shutdown关闭容器,最后使用指令-a destroy销毁容器。
# cocker -a install_test OK # cocker -s images image_id version modify_datetime size -------------------------------------------------------------------- test _ 2018-11-10T09:21:12 24 MB # cocker -a create -m test -c test OK # cocker -a boot -c test -t connect to container ok --- Welcome to cocker contrainer --- [root@test /root] exit logout # cocker -a shutdown -c test OK # cocker -a destroy -c test OK