Docker系列：容器存储详解

Goland猫
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Docker容器存储详解

在如今的软件开发和运维领域中，Docker已经成为一种非常流行的容器化解决方案。与传统的虚拟化技术相比，Docker更轻量级、更易于使用，而且具有良好的可移植性。其中，Docker容器存储起着关键的作用，它涉及到容器的持久性和数据管理。本文将详细介绍Docker容器存储的几个重要组件，并结合实例进行说明。

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1. 镜像存储

Docker镜像是一个只读的模板，用于创建Docker容器。镜像存储是指存储和管理这些镜像的过程。默认情况下，Docker镜像存储在主机的/var/lib/docker目录下。每个镜像由一系列只读层组合而成，这些层描述了容器所需的文件系统的状态。镜像存储使用分层存储技术，这样可以节约空间并使镜像的构建和共享变得更高效。

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举个例子，我们可以通过以下命令来下载一个基于Ubuntu的Docker镜像：

docker pull ubuntu:latest

这个命令将会从Docker Hub上下载最新版本的Ubuntu镜像，并存储在本地的镜像存储中。你可以通过docker images命令来查看本地存储的镜像列表。

2. 容器存储

容器存储是指为每个容器分配的可写层，用于保存容器中的文件系统更改。当创建一个容器时，Docker会在镜像的上方创建一个可写的容器层，作为容器的文件系统。这个可写层是临时的，容器的更改会保存在该层上。容器存储实际上是由镜像的只读层和容器的可写层组成的联合文件系统。当删除容器时，这个可写层和容器的相关数据也会被删除。

例如，我们可以通过以下命令创建一个基于Ubuntu镜像的Docker容器：

docker run -d --name my_container ubuntu:latest

这个命令会在后台运行一个基于Ubuntu镜像的容器，并将其命名为my_container。在容器创建的过程中，Docker会为该容器分配一个可写层，用于保存容器的文件系统更改。

3. 卷存储

卷（Volume）是Docker中用于持久性数据存储的机制。卷存储允许容器将数据存储到主机上指定的路径，实现了容器数据的持久化。卷可以与一个或多个容器进行关联，并且可以在容器之间共享。卷存在于宿主机的文件系统中，可以被多个容器访问。使用卷存储可以轻松管理和共享数据，同时减少容器的依赖关系。

假设我们有一个Web应用程序，需要将日志数据保存到一个持久化的位置。我们可以通过创建一个卷来实现这一目的。例如：

docker run -d --name web_app -v /var/log/myapp:/app/logs ubuntu:latest

这个命令创建了一个名为web_app的容器，并将主机上的/var/log/myapp目录映射到容器中的/app/logs目录。这样，容器中产生的日志数据将会持久化保存在宿主机上的/var/log/myapp目录中。

本地： image.png

当使用Docker卷存储时，可以通过多种方式来进行存储挂载，以实现容器和主机之间的数据共享和持久化。下面介绍几种常用的存储挂载方式：

  1. 主机路径挂载（Bind Mounts）：这是最简单的一种挂载方式，它将主机上的一个目录或文件挂载到容器中。通过指定主机路径和容器路径，可以将主机上的数据直接共享给容器使用。这种挂载方式适用于需要在宿主机和容器之间共享数据的场景，比如日志文件的保存。以下是使用-v参数进行主机路径挂载的示例： 
    docker run -v /host/path:/container/path image_name

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  1. 卷容器挂载（Volume Containers）：创建一个专门用于数据存储的容器，将数据卷挂载到该容器中，然后将该数据卷挂载到其他容器中。这种方式可以实现数据卷的重用和集中管理，避免数据卷直接与宿主机之间的耦合。以下是使用--volumes-from参数进行卷容器挂载的示例： 
    docker create -v /data --name data_container busybox
docker run --volumes-from data_container image_name

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  1. 命名卷挂载（Named Volumes）：通过创建和使用Docker命名卷来实现挂载。命名卷是由Docker自动生成和管理的具有唯一标识符的数据卷，它们可以被多个容器共享。这种挂载方式非常便利，因为它允许在容器创建过程中自动创建和管理数据卷。以下是使用-v参数进行命名卷挂载的示例： 
    docker run -v my_volume:/container/path image_name

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  1. 外部存储挂载（External Storage）：对于需要使用特定存储后端的高级存储需求，可以将外部存储（如NFS、Ceph等）挂载到Docker容器中。通过使用外部存储插件，可以将数据存储到持久化的存储系统中，以实现可扩展性和高可用性。以下是使用插件进行外部存储挂载的示例： 
    docker run -v ceph:/container/path image_name

这些存储挂载方式提供了不同级别的灵活性和功能，可以根据实际需求选择合适的方式。无论是数据共享、数据持久化还是高级存储需求，Docker卷存储提供了多种选择，使得数据管理更加方便和可靠。

4.清理卷存储

每次创建一个容器时，都会有一些文件和目录被创建，例如：

/var/lib/docker/containers/ID目录，如果容器使用了默认的日志模式，他的所有日志都会以JSON形式保存到此目录下。 /var/lib/docker/overlay2 目录下含有容器的读写层，如果容器使用自己的文件系统保存了数据，那么就会写到此目录下。 进入到/var/lib/docker/containers 目录下 通过 du -h --max-depth=1 查找大文件占用,发现这些文件中占用空间最大的是***-json.log**文件。而此文件的内容为docker生成的日志文件。

下面是一个清理的脚本

#!/bin/sh 
echo "======== start clean docker containers logs ========"  
logs=$(find /var/lib/docker/containers/ -name *-json.log)  
for log in $logs  
        do  
                echo "clean logs : $log"  
                cat /dev/null > $log  
        done  
echo "======== end clean docker containers logs ========"

总结

Docker容器存储主要包括镜像存储、容器存储和卷存储。镜像存储用于存储和管理Docker镜像，而容器存储是为每个容器分配的可写层。卷存储允许容器将数据存储到宿主机上，并在多个容器之间共享数据。这些存储组件的合理使用可以帮助我们更好地管理容器和数据。

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