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docker镜像加载原理
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,他支持对文件系统的修改作为一次提交来层层的叠加,
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集成,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你那个,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文件和目录。
三、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存在内存中了,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。
roorfs (root file system),在bootfs之上。包含的就是典型Linux系统中的 /dev ,/proc,/bin ,/etx 等标准的目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版。比如Ubuntu,Centos等等。
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(宿主机)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。
分层理解
我们可以去下载一个镜像,注意观察下载的日志输出,可以看到是一层一层在下载
[root@VM-0-12-centos ~]# docker pull redis Using default tag: latest latest: Pulling from library/redis e5ae68f74026: Already exists 37c4354629da: Pull complete b065b1b1fa0f: Pull complete 6954d19bb2e5: Pull complete 6333f8baaf7c: Pull complete f9772c8a44e7: Pull complete Digest: sha256:2f502d27c3e9b54295f1c591b3970340d02f8a5824402c8179dcd20d4076b796 Status: Downloaded newer image for redis:latest docker.io/library/redis:latest 最大的好处在于资源共享,比如有多个镜像都从相同的base镜像构建而来,呢么宿主机只需要再磁盘上保留一份base镜像,同时内存中也只需要加载一份base镜像,这样就可以为所有的容器服务了,而且镜像的每一次都可以被共享 查看镜像分层的方式可以通过 docker image inspect命令
[root@VM-0-12-centos ~]# docker image inspect redis:latest
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"Metadata": {
"LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
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}
]
理解:
所有的docker镜像都起始于一个基础镜像层,当进行修改或增加新的内容时,就会在当前镜像层之上,创建新的镜像层
举一个简单的例子,假如基于Ubuntu linux 16.04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
该镜像当前已经包含3个镜像层
在添加额外的镜像层的同时,镜像始终保持最当前所有镜像的组合,理解这一点十分重要,下图,每个镜像层包含三个文件,而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件
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!
这一层就是我们通常说的容器层,容器之下的都叫镜像层