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# 底層實作

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。 這種直接的做法實作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、硬盤、CPU 等等，所有的資源都是應用程式直接共享的。 要想實作虛擬化，除了要實作對記憶體、CPU、網路 IO、硬盤 IO、儲存空間等的限制外，還要實作檔案系統、網路、PID、UID、IPC 等等的相互隔離。

前者相對容易實作一些，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作，程式員已經可以實作上面的所有需求，讓某些程式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（例如一些系統命令和系統函式庫），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），利用命名空間來做權限的隔離控制，利用 cgroups 來做資源分配。