3.Docker容器原理

青旅半醒 2023-06-08 03:26 7阅读 0赞

# Docker容器原理 #

## Docker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

### UnionFS（联合文件系统） ###

Union文件系统是一种分层、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。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

### 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，再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。

平时我们安装的虚拟机的CentOS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。

### 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

### 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。而且镜像的每一层的可以被共享。

## 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”

## Docker镜像commit操作补充 ##

docker commit 提交溶剂副本使之成为一个新的镜像  
docker commit -m=“提交描述信息” -a=“作者” <容器ID> <要创建的目标镜像名>:<标签>

# Docker容器数据卷 #

## 是什么 ##

先来看看Docker的理念：

*  将运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中我们使用卷

## 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，完全独立于容器的生命周期，因此Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷

特点：

1.  数据卷可在容器之间共享或重用数据
2.  卷重的更改可以直接生效
3.  数据卷重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

## 数据卷 ##

容器添加方式:

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>
        查看是否挂载成功：docker inspect
        
    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
        
        File构建
            ```
            # volume test
            FROM centos
            VOLUME ["/dataVolumeContainer1", "/dataVolumeContainer2"]
            CMD echo "finished, ----success1"
            CMD /bin/bash
            ```
            docker run -it -v /host1:/dataVolumeContainer1 -v /host2:dataVolumeContainer2 /bin/bash
            
        build后生成镜像
            docker build -f <Dockerfile文件地址> -t <命名空间/镜像名>
            
        run容器
        
        通过上述步骤，容器内的卷目录地址已经知道对应主机目录地址
            可以通过docker inspect查看
    
    备注：
        Docker挂载主机目录Docker访问出现cannot open directory .: Permmission denied
        解决办法：在挂载目录后多加一个--privileged=true

## 数据卷容器 ##

### 是什么？ ###

命名的容器挂载数据卷，其他容器通过挂载这个(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

### 总体介绍 ###

### 容器间传递共享(–volumes-from) ###

1.  先启动一个父容器dc01  
    在dataVolumeContainer2新增内容
2.  dc02/dc03继承自dc01  
    –volumes-from  
    命令 dc02/dc03分别在dataVolumeContainer2各自新增内容
3.  回到dc01可以看到02/03各自添加的都能共享了
4.  删除dc01，dc02修改后dc03可否访问
5.  删除dc02后dc03可否访问
6.  新建dc04继承dc03后再删除dc03
7.  结论：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