Comment fonctionne Docker en profondeur ?

Question

Accepted Answer

Docker utilise des fonctionnalités du noyau Linux — **espaces de noms** (isolation), **cgroups** (contrôle des ressources), et **systèmes de fichiers union** (images en couches) — pour créer des conteneurs légers. Comprendre les mécanismes sous-jacents explique comment les conteneurs réalisent l'isolation et l'efficacité.

## Espaces de noms — isolation

```text
Linux NAMESPACES isolate what a process can SEE — giving each container its own view:
  PID namespace     → its own process tree (container sees only its processes)
  NET namespace     → its own network interfaces, IPs, ports
  MNT namespace     → its own filesystem mounts
  UTS namespace     → its own hostname
  IPC, USER namespaces → isolated IPC, user/group ID mapping
→ Namespaces are WHY a container feels like a separate machine (isolated view),
  while actually sharing the host kernel.
```

## cgroups — contrôle des ressources

```text
Control Groups (CGROUPS) LIMIT and account for resource usage per container:
  → CPU, memory, disk I/O, network bandwidth
→ cgroups are WHY you can set resource limits (-m, --cpus) — the kernel enforces them.
```

## Système de fichiers union — images en couches

```text
UNION/OVERLAY filesystems (overlayfs) stack image LAYERS:
  → read-only image layers + a thin writable container layer on top, merged into one view
  → layers are SHARED between images/containers (one copy on disk) → space-efficient
→ This is WHY images are layered, cached, and shareable, and containers are lightweight.
```

## L'architecture

```text
Docker CLI → Docker DAEMON (dockerd) → containerd → runc (creates containers using
  namespaces + cgroups). The daemon manages images, containers, networks, volumes.
→ Containers are just ISOLATED PROCESSES on the host (not VMs) — using kernel features,
  sharing the host kernel → lightweight and fast.
```

## Pourquoi c'est important

Comprendre comment Docker fonctionne en profondeur est une connaissance précieuse de niveau senior car elle **démystifie les conteneurs** et explique leurs propriétés clés (isolation, efficacité, contrôle des ressources), approfondissant la capacité à raisonner sur, configurer et dépanner les systèmes conteneurisés.

L'insight crucial est que **les conteneurs ne sont pas des VMs — ce sont des processus isolés sur l'hôte** utilisant des fonctionnalités du noyau Linux, ce qui les rend légers et rapides (partageant le noyau de l'hôte plutôt que d'exécuter des systèmes d'exploitation séparés).

Comprendre les **trois mécanismes fondamentaux** explique les propriétés : les **espaces de noms** isolent ce qu'un processus peut voir (son propre arborescence de processus, réseau, système de fichiers, nom d'hôte — ce qui est *pourquoi* un conteneur semble être une machine séparée malgré le partage du noyau), les **cgroups** limitent et comptabilisent l'utilisation des ressources (ce qui est *pourquoi* vous pouvez définir des limites CPU et mémoire — le noyau les applique), et les **systèmes de fichiers union/overlay** empilent les couches d'image (ce qui est *pourquoi* les images sont en couches, en cache et partageables, et les conteneurs sont légers — couches en lecture seule partagées entre conteneurs avec une fine couche accessible en écriture au-dessus).

Comprendre l'**architecture** (CLI → démon → containerd → runc, avec le démon gérant tout) fournit une vue complète du fonctionnement de Docker.

Cette compréhension plus approfondie aide à raisonner sur les limites d'isolation (et leurs implications de sécurité, puisque les conteneurs partagent le noyau), explique les caractéristiques de performance et d'efficacité, et facilite le dépannage.

Puisque comprendre les mécanismes sous-jacents (espaces de noms, cgroups, systèmes de fichiers union) explique *pourquoi* les conteneurs se comportent comme ils le font — leur isolation, efficacité, contrôle des ressources, et le fait important qu'ils partagent le noyau de l'hôte (avec des implications de sécurité) — et approfondit la capacité à travailler avec les systèmes conteneurisés en confiance, comprendre comment Docker fonctionne en profondeur est une connaissance précieuse de niveau senior qui élève de l'utilisation de Docker à sa véritable compréhension, un sujet reflétant la profondeur attendue pour les rôles senior et utile pour raisonner sur le comportement des conteneurs, les limites de sécurité et la performance.