Docker学习笔记03 ｜ 8月更文挑战

橘子味的二条
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Docker 镜像

1. 镜像是什么？

  • 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。 所有应用，直接打包docker镜像，就可以跑起来！！
  • 如何得到镜像
    • 从远程仓库下载
    • 拷贝
    • 自己制作一个镜像 DockerFile

2. Docker镜像加载原理

2.1 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

2.2 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，Centos等等

docker分层.png

2.3 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 fe58bb659ee9d461b984398bf78963d.png
$ docker image inspect redis:latest

1c9d27de5209951105a1950c0020f88.png

3. 分层理解

  • 所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或者增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层

  • 为什么采取这样一个分层呢？

    • 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。

  • 举例：Ubuntu16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层；如果在该镜像中添加python包，就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层，如果继续添加一个安全补丁，就会创建第三个镜像层。

    • 演示例子：当前已经包含三个镜像层的镜像 ffe90f63c548c9d9155c1dec9604ae5.png

    • 演示例子：在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合，理解这一点非常重要。下图：每个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件
      fd63056d6d48777b2393c712c3e7c4b.png

    • 演示例子：稍微复杂一点的三层镜像，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层的文件7是文件5的一个更新版本
      3e7e84cf7576def0a4313264ec03bb6.png

    • 问题：既然文件是文件5的更新版本，那为什么不把文件5删除？

    • 这种情况下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件，这样就使得文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像当中

  • Docker通过存储引擎（新版本采用快照机制）的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为统一的文件系统

    • Linux上可用的存储引擎：AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs、ZFS。每种存储引擎都基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术，并且灭种存储引擎都有器独有的性能特点
    • Windows上仅支持windowsfilter存储引擎，该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层和CoW
    • 演示例子：展示了与系统显示相同的三层镜像，所有的镜像堆叠合并，对外提供统一的视图
      dce8c5e54e7e37a30eba3ff0e5d518a.png

4. 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。这一新加的层就是我们常说的容器层，容器之下都叫镜像层

5. coomit镜像

# 1. 启动一个默认的tomcat容器
$ docker run -it -p 8080:8080 tomcat
# 2. 查看正在运行的容器
$ docker ps
# 3. 进入容器
$ docker exec -it 容器ID　/bin/bash
# 4. 切换到webapps目录
$ cd webapps
# 5. 现在是空的（官方镜像的原因，官方默认webapps下面是没有文件的），切换回根目录。并从根目录下的webapps.list把内容拷出来
$ cp -r webapps.list/*  webapps/
# 6. 退出容器，方便进行后面的提交修改后的镜像
$ exit
$ docker ps #容器还在
# 7. 修改后的容器提交为一个镜像
docker commit -a="athour" -m="add webapps app" 容器ID　tomcat2.0
# 8. 查看镜像，发现自己提交的镜像tomcat2.0

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