Docker基础篇之快速上手（二）

Administrator 606 2019-12-08

四、Docker 镜像

1. 是什么

​ 镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。  

1.1 UnionFS（联合文件系统）

​ UnionFS（联合文件系统）：Union文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下(unite several directories into a single virtual filesystem)。Union 文件系统是 Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。 特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录

1.2 Docker镜像加载原理

​ Docker镜像加载原理：   docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统UnionFS。bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel, bootloader主要是引导加载kernel, Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs。 rootfs (root file system) ，在bootfs之上。包含的就是典型 Linux 系统中的 /dev, /proc, /bin, /etc 等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu，ubuntu等等。 。  平时我们安装进虚拟机的ubuntu都是好几个G，为什么docker这里才200M？？对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接用Host的kernel，自己只需要提供 rootfs 就行了。由此可见对于不同的linux发行版, bootfs基本是一致的, rootfs会有差别, 因此不同的发行版可以公用bootfs。 

1.3 分层的镜像

​ 以我们的pull为例，在下载的过程中我们可以看到docker的镜像好像是在一层一层的在下载  

1.4 为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构呢

​ 最大的一个好处就是 - 共享资源 比如：有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么宿主机只需在磁盘上保存一份base镜像，同时内存中也只需加载一份 base 镜像，就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享。

2. 特点

​ Docker镜像都是只读的当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”。

3. Docker镜像commit操作补充

  • docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像
  • docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器ID 要创建的目标镜像名:[标签名]
  • 案例演示
    • 从Hub上下载tomcat镜像到本地并成功运行docker run -it -p 8080:8080 tomcat
    • 故意删除上一步镜像生产tomcat容器的文档
    • 也即当前的tomcat运行实例是一个没有文档内容的容器，以它为模板commit一个没有doc的tomcat新镜像duoyi/tomcat02
    • 启动我们的新镜像并和原来的对比
      • 启动duoyi/tomcat02，它没有docs
      • 新启动原来的tomcat，它有docs

五、Docker容器数据卷

1. 是什么

​ 先来看看Docker的理念：将应用与运行的环境打包形成容器运行 ，运行可以伴随着容器，但是我们对数据的要求希望是持久化的。

​ 容器之间希望有可能共享数据  Docker容器产生的数据，如果不通过docker commit生成新的镜像，使得数据做为镜像的一部分保存下来，那么当容器删除后，数据自然也就没有了。为了能保存数据在docker中我们使用容器数据卷。

​ 一句话：有点类似Redis里面的rdb和aof文件

2. 能干嘛

​ 卷就是目录或文件，存在于一个或多个容器中，由docker挂载到容器，但不属于联合文件系统，因此能够绕过Union File System提供一些用于持续存储或共享数据的特性。

​ 卷的设计目的就是数据的持久化以及容器间继承+共享数据，完全独立于容器的生存周期，因此Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷。其特点特点有：

  1. 数据卷可在容器之间共享或重用数据
  2. 卷中的更改可以直接生效
  3. 数据卷中的更改不会包含在镜像的更新中
  4. 数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止

3. 数据卷

容器内添加数据卷的方式如下：

  • 方式一：直接命令添加

    • 命令

      docker run -it -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录 镜像名

      eg：docker run -it -v /宿主机目录:/容器内目录 ubuntu /bin/bash 

    • 查看数据卷是否挂载成功

      docker inspect 容器ID

    • 容器和宿主机之间数据共享

    • 容器停止退出后，主机修改后数据是否同步

    • 命令(带权限)：Docker挂载数据卷的默认权限是读写（rw），用户也可以通过ro指定为只读：

      docker run -it -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录:ro 镜像名

  • 方式二：DockerFile添加

    • 根目录下新建mydocker文件夹并进入

    • 可在Dockerfile中使用VOLUME指令来给镜像添加一个或多个数据卷

       VOLUME["/dataVolumeContainer","/dataVolumeContainer2","/dataVolumeContainer3"] 

      说明： 出于可移植和分享的考虑，用-v 主机目录:容器目录这种方法不能够直接在Dockerfile中实现。由于宿主机目录是依赖于特定宿主机的，并不能够保证在所有的宿主机上都存在这样的特定目录。

    • DockerFile构建

      # volume testFROM ubuntuVOLUME["/dataVolumeContainer1","/dataVolumeContainer2"]

      # CMD echo "finished,--------success1"

      CMD /bin/bash 

    • build后生成镜像

      • 获得一个新镜像duoyi/ubuntu

    • run容器

    • 通过上述步骤，容器内的卷目录地址已经知道对应的主机目录地址

备注：Docker挂载主机目录Docker访问出现cannot open directory .: Permission denied解决办法：在挂载目录后多加一个**--privileged=true**参数即可

4. 数据卷容器

4.1 是什么

​ 命名的容器挂载数据卷，其它容器通过挂载这个(父容器)实现数据共享，挂载数据卷的容器，称之为数据卷容器

4.2 总体介绍

  • 以上一步新建的镜像duoyi/ubuntu为模板并运行容器dc01/dc02/dc03
  • 它们已经具有容器卷
    • /dataVolumeContainer1
    • /dataVolumeContainer2
  • 容器间传递共享(--volumes-from)
    • 先启动一个父容器dc01
      • 在dataVolumeContainer2新增内容
    • dc02/dc03继承自dc01
      • --volumes-from
      • 命令：docker run -it --name dc02 --volumes-from dc01 duoyi/ubuntu 
      • dc02/dc03分别在dataVolumeContainer2各自新增内容
  • 此时，容器db1和db2都挂载同一个数据卷到相同的/dataVolumeContainer1和/dataVolumeContainer2目录。三个容器任何一方在该目录下的写入，其他容器都可以看到。
  • 容器之间配置信息的传递，数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止。
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