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这次我们把问题严格限定在 Docker 场景:
✅ 当 CMDB “分配一台机器(Docker实例/容器)”时 物理世界到底发生了什么?Linux 内核具体改变了什么?
这里和 KVM 完全不同。
因为:
Docker 不创建机器,它重新切割 Linux 本身。
下面按 真实内核执行路径拆。
一、先给最终物理结论(非常关键)
当 CMDB 分配一个 Docker 实例时:
❌ 没有新机器 ❌ 没有虚拟 CPU ❌ 没有虚拟内存
真实发生的是:
Linux Kernel 创建了一组被隔离与限额控制的进程。
一句话:
Docker Container = 带 namespace + cgroup 的 Linux Process
二、整体链路(从点击申请开始)
假设你在平台点击:
申请一个 2C4G 应用实例
真实链路:
CMDB
↓
调度系统(K8s / PaaS)
↓
Container Runtime
↓
containerd
↓
runc
↓ syscall
Linux Kernel
↓
namespace + cgroup + overlayfs
↓
CPU / Memory / Network / Disk
真正改变物理世界的是:
runc → Linux syscall
三、Step 1:CMDB 世界发生什么?
CMDB 创建:
{
"instance": "app-1021",
"cpu":2,
"mem":4G,
"image":"nginx"
}
此时:
⚠️ 容器不存在。
只是:
世界模型新增一个“期望实例”。
四、Step 2:调度节点(关键)
调度器选择:
Node-A 剩余资源:
CPU: 8
MEM: 16G
决定:
容器将在 Node-A 上运行
然后调用:
containerd create
这里才真正进入 Linux。
五、Docker 真正启动流程
Docker CLI 实际早已退出历史舞台。
真实组件:
dockerd
↓
containerd
↓
runc(核心)
⭐ runc 是关键
runc 是:
OCI 标准容器执行器
它直接调用 Linux syscall。
六、物理世界第一变化:创建 Namespace
runc 调用:
clone()
带参数:
CLONE_NEWNS
CLONE_NEWPID
CLONE_NEWNET
CLONE_NEWUTS
CLONE_NEWIPC
CLONE_NEWUSER
Linux Kernel 执行:
copy_namespaces()
系统产生:
1️⃣ PID Namespace
容器内:
ps
看到:
PID 1 nginx
真实物理世界:
Host PID 38291
Kernel 维护:
pid mapping table
没有新机器。
只是:
不同视角。
2️⃣ Network Namespace
Kernel 创建:
独立网络栈
包括:
- routing table
- iptables
- socket space
容器认为:
自己拥有 eth0
但实际上:
veth pair
结构:
Container eth0
↓
vethxxxx
↓
Linux bridge (docker0)
↓
Host NIC
物理网卡没有变化。
只是:
Kernel 网络路径新增转发规则。
3️⃣ Mount Namespace
容器看到:
/
其实是:
overlayfs mount
七、物理世界第二变化:文件系统(OverlayFS)
镜像:
nginx:latest
结构:
lower layer (readonly)
upper layer (write)
merged layer
Kernel 执行:
mount overlayfs
结果:
容器拥有独立文件系统视图
但磁盘:
✅ 没复制 ✅ 没创建系统
只是:
Union Mount。
八、物理世界第三变化:资源限制(最核心)
真正的“分配资源”发生在这里。
cgroup 创建
runc 写入:
/sys/fs/cgroup/
例如:
CPU 限制
cpu.max
写入:
200000 100000
含义:
最多使用2个CPU时间片
Kernel Scheduler 开始:
CFS bandwidth control
限制该进程组。
Memory 限制
memory.max = 4G
Kernel:
memcg subsystem
追踪:
page allocation
超过:
👉 OOM Kill。
注意:
没有分配4G内存 只是限制最多能用4G
九、物理世界第四变化:启动进程
最终:
execve("/nginx")
Linux:
创建普通进程
区别仅在:
namespace + cgroup
容器运行时:
top
你能看到:
nginx
它只是 Host 进程。
十、此刻物理服务器真实状态
假设:
64 Core
256G RAM
创建 100 个容器后:
物理世界只有:
✅ 更多 Linux 进程 ✅ 更多 cgroup ✅ 更多 namespace ✅ overlay mount ✅ veth 网络
没有 VM。
十一、CMDB 此时发生什么?
runtime 返回:
container_id=abc123
node=node-A
CMDB 更新:
status=running
CMDB 仍然:
状态观察者。
十二、Docker vs KVM 本质差异(物理级)
| KVM | Docker | |
|---|---|---|
| 是否新OS | ✅ | ❌ |
| Kernel | 独立 | 共享 |
| CPU | 虚拟CPU | 调度限制 |
| 内存 | 独立映射 | 限额 |
| 启动 | 秒级 | 毫秒 |
| 本质 | 虚拟机器 | 隔离进程 |
十三、真正震撼的一点(很多人没意识到)
当 CMDB “创建1000容器”:
物理世界只是:
Linux 新增1000个进程
而不是:
1000台机器
十四、终极一句话总结
当 CMDB 分配 Docker 资源时:
CMDB 定义期望状态
↓
调度系统选择节点
↓
runc 调用 clone()/cgroup/mount
↓
Linux Kernel 创建隔离进程
↓
CPU/Memory 调度规则改变
十五、这对 AIOps 极其关键
容器问题本质来自:
共享 Kernel
因此产生:
- CPU throttle
- memory reclaim
- IO contention
- noisy neighbor
而这些:
👉 全发生在 Kernel scheduler 与 cgroup。
