概述

本系列主要介绍的是：容器化技术涉及的 Linux 系统调用，如 Namespace、网络设备、cgroup 等。

主要参考： man7.org 站点、《自己动手写 Docker》、《UNIX环境高级编程（第3版）》 以及部分 Docker 文档和源码。

实验环境准备

为了更好的实验容器核心技术，通过虚拟机（VirtualBox）安装一个纯净的 Linux 系统环境（Debian 11）。

  • 下载安装 VirtualBox，（Mac 安装或更新后，需打开系统偏好设置 -> 安全 -> 安全性与隐私，解锁并重启）
  • 下载 Debian 11 ISO 镜像
  • VirtualBox 最小化安装 Debian 11
    • 点击新建（名称：Debian11-base，类型：Linux，版本：Debian），一路 Next 即可
    • 配置网络，让宿主机可以访问虚拟机
      • 工具右侧图标 -> 网络 -> 创建 -> 启用 DHCP -> 引用
      • Debian11-base -> 设置 -> 网络 -> 网卡 2 -> 启用（连接方式：Host Only，界面名称：上一步创建的） -> OK
    • 点击设置 -> 存储 -> 没有盘片 -> 分配光驱旁边的光盘 -> 选择虚拟盘，选择上一步下载好的 Debian 11 -> OK
    • 点击启动，进入系统安装，注意：
      • 语言时区等可以选择中文
      • 配置网络：选择 enpo0s3 作为主网络
      • 磁盘默认即可（最后一步确认，选择是）
      • apt 源可以选择华为云
      • 选择并安装软件下载步骤可能很慢，要花费 30 分钟左右（解决办法可以参考：B 站视频）
      • 选择和安装软件：桌面环境不需要安装，只需选择，SSH Server 和 标准系统工具

  • 配置虚拟机系统内部网络

    • 登录到 root 账号

    • 执行如下命令

      echo 'auto enpo0s8' >> /etc/network/interfaces
echo 'iface enpo0s8 inet dhcp' >> /etc/network/interfaces
systemctl restart networking
ip a # 查看 IP 是 192.168.56.xxx

  • 宿主机执行 ssh 普通用户名@192.168.56.xxx 输入密码登录

  • 安装必备环境（常见命令以及 C 和 Golang 开发环境）

    su root
apt install sudo wget curl vim psmisc
echo '普通用户名 ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL' /etc/sudoers.d/myuser
apt install build-essential gdb
wget https://go.dev/dl/go1.17.7.linux-amd64.tar.gz
tar -zxvf go1.17.7.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
echo 'export GOROOT=/usr/local/go' >> /etc/profile
echo 'export PATH=/usr/local/go/bin:$PATH' >> /etc/profile

  • 查看 系统版本（内核、gcc、glibc、go）

    • 内核版本 uname -r： 5.10.0-11-amd64
    • gcc 版本 gcc -v： gcc version 10.2.1 20210110 (Debian 10.2.1-6)
    • glibc 版本 ldd --version：ldd (Debian GLIBC 2.31-13+deb11u2) 2.31

  • 停止虚拟机 Debian11-base，复制一份 Debian11-exp01 来做实验，防止把环境搞坏了还要重新从头安装

实验代码库

本系列实验代码库位于：rectcircle/container-core-tech-experiment

系统调用、库函数和工具

学习 Linux 可以分两个比较独立的两个层面，其一 Linux 内核层，其二 Linux 应用层。本系列仅涉及 Linux 应用层相关内容。

Linux 是一个操作系统平台，其在应用层提供了多种能力，从底层到上层分别为：

  • 系统调用（有限数量，约 500 左右）。这些系统调用太过于底层，调用时，需要使用汇编设置寄存器的方式调用。在 Linux 的 man 文档中，其描述方式也是通过 glibc 的包装函数描述的
  • 库函数（各种编程语言不同，同一种编程语言也有不同的实现）
    • 其中 C 语言的库函数 是最常见的，C 语言的库函数称为 libc （standard C library），Linux 上的 libc 实现有多种，主流的有：
    • 其他高级语言的标准库一般也会有对操作系统系统调用进行封装，但高级语言更在乎抽象和跨平台能力，一般只会封装多个操作系统都存在的部分，而不是只针对 Linux。
  • 命令，*nix 类操作系统，一般都会提供常用的命令行工具。这些命令行工具，可以由任意编程语言编写，一般都会通过对库函数的调用来实现某些特殊功能。

以上这些，系统调用是最稳定的，是 Linux 的本质。而库函数是经过封装的，且不同编程语言的封装方式，用法还不一样。因此作为 Linux 应用层的学习者，最应该重视应该是系统调用。

作为 Linux 应用层学习者，应该自发的将学习的知识划分到以上三种层次的一个层次中，然后联系相关其他层的知识，构建一张完备的知识网络。

下面有个关于 Linux 创建一个新进程并绑定 Namespace 相关：

Linux 的文档非常丰富，且组织良好。通过 man 站点可以查看最权威详实的文档。