Docker镜像讲解

Docker镜像讲解

镜像是什么

镜像是一种轻量级的，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的开发软件，它包含运行某个软件做需要的所有的内容，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，就可以直接跑起来！

如何让得到镜像：

• 丛仓库下载
• 朋友拷贝给你
• 自己制作一个镜像DockerFile

UnionFS（联合系统文件）

我们下载的时候看到的一层一层就是这个！

UnionFS（联合系统文件）：Union文件系统（UnionFS）是一种分层，轻量级应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（union serveral directories into a single virtual filesystem）。Union文件系统时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），而一直做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就会包含所有底层的文件和目录

Docker镜像加载原理

dockers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。

botfs（boot file system）主要包含bootloader和kernel，bootloader主要时引导加载kerenl，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加速器和内核。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boots转交给内核，此时系统也会卸载boots。

rootfs（root file system），在bootfs之上，包含的就是典型的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

平时我们安装进虚拟机的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，只需要包含对基本的命令，工具和程序就可以了，因为底层直接用Host的kerkel，自己只需要提供rootfs就可以了，由此课件对于不同的linux发行版，bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，因此不同的发行版本可以公用bootfs。

虚拟机是分钟级，容器是秒级

分层理解

分层的镜像

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的在下载！

思考：为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢？

最大的好处，我觉得莫过于是资源共享了！比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来，那么宿主只需在磁盘上保留一份bash镜像，同时内存中也只需要加载一份bash镜像，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。

查看镜像分层的当时可以通过docker inspect命令！

[root@hsStudy home]# docker images inspect redis:latest
{
	//......
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:02c055ef67f5904019f43a41ea5f099996d8e7633749b6e606c400526b2c4b33",
                "sha256:ec5652c3523d96657d66169c0eb71b572ff065711c705a15ec02f60a21c212c3",
                "sha256:76d3e24d63f60e6a73af70be15959eb4021dd7a5a09da6925037d3b4a1673fca",
                "sha256:f281464c05be6822b95403339e2b7744fd1664e88ee9d118c7e89436ab094d58",
                "sha256:7fde79e38c038ef46904196710861e2c556363d723b8f8bf9b00369944d36aec",
                "sha256:6d4185a1708b677241d83683283c76703e788e41a2341b7c1bf4dbf12aebab45"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
        }
    }
]

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，就会在房前镜像层之上，床卷寻得镜像层。

举一个简单的例子，加入基于Ubantu Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新的镜像的第一层；如果在该镜像种添加个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三个镜像层，如下图所示（这只是一个用于演示的很简单的例子）

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。下图中举了一个简单的例子，每个镜像层包含三个文件，而镜像包含了来自两个镜像的六个文件。

上图中的镜像层跟之前途中的略有区别，主要目的是便于展示文件

下图中展示了一个稍微复杂的三层经想，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层中的文件7是5的一个更新版本。

这种情况下，上层镜像中的文件

覆盖了底层中的文件，这样就使得文件的跟新版本最为一个新镜像层添加到当前镜像当中。

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以及ZFS。顾名思义，每种存储引擎都基于Linux中国对应的文件系统或者快设备技术，并且每种存储引擎都有其独特的性能特点。

Docker在Windows上仅支持windowsfilter以中国存储引擎，该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层和CoW[1].

下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆叠合并，对外提供统一的视图。

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！

如何提交一个自己的镜像

commit镜像

docker commit 提交容器成为一个新的副本

#命令和git原理类似
docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]

实战测试

#1.启动一个默认的tomcat

#2.发现这个默认的tomcat是没有默认的webapps应用，官方的镜像默认webapps下面是没有文件的！

#3.我自己拷贝进去了基本的文件

#4.将我们操作过的容器通过commit提交为一个镜像！我们以后就使用我们修改过的镜像，这就是我们自己的一个修改过的镜像

学习方式说明：理解概念，但是一定要事件，最后时间和理论结合一次搞定这个知识

如果你想要保存当前容器的状态，就可以通过commit来提交，获得一个镜像，
就好比我们以前学习vm的时候，快照！

到了这里我们才算是入门Docker！认真吸收联系！

容器数据卷

什么是容器数据卷

docker的理念回顾

将我们的应用和环境打包成一个镜像！

数据？如果数据都在容器中，那么我们容器一删除，数据就会丢失！需求：数据可以持久化

MySQL，容器删了，删库跑路！！ 需求：MySQL数据可以存储在本地！

容器之间可以由一个数据共享技术！Docker容器中产生的数据，同步到本地！

这就是卷技术！目录的挂载，将我们容器内的目录，挂载待Linux上面！

总结一句话：容器的持久化和同步操作！容器间可是可以数据共享的

使用数据卷

方式一 ：直接使用命令来挂载 -v

docker run -it -v 主机目录：容器内目录 

#测试
[root@hsStudy home]# docker run -it -v /home/ceshi:/home centos /bin/bash

# 启动提来的时候我们可以通过docker inspect 容器id

测试文件的同步

再来测试

1.停止容器

2.宿主机上修改文件

3.启动容器

4.容器内的数据依旧是同步的

好处：我们以后修改只需要在本地修改即可，容器内会自动同步！

实战：安装MySQL

思考：MySQL的数据持久化的问题

#获取镜像
[root@hsStudy home]# docker pull mysql:5.7

#运行容器，需要做数据挂载！#安装配置mysql，需要配置密码的，这是要注意的
#官方测试，docker run --name some-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag

#启动我们的
-d 后台运行
-p 端口映射
-v 数据卷挂载
-e 环境配置
--name 容器名字
[root@hsStudy home]# docker run -d -p 3310:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01  mysql:5.7

# 启动成功过之后，我们在本地使用 navicat来测试一下
# navicat连接到服务器的3310 --- 3310 和容器内的3306映射，这个时候我们就可以连接上了

#在本地测试创建一个数据库，查看一下我们映射的路径是ok！

假设我们将容器删除

发现，我们挂载到本地的数据卷依旧没有丢失，这就实现了容器数据持久化功能！

具名和匿名挂载

#匿名挂载
-v 容器内路径！
docker run -d -P --name nginx01 -v /ect/nginx nginx

#查看所有的 volume 的情况
[root@hsStudy home]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     5d631b17845dc8be39af17cd67b8b521dfe64ea81fe0c6615b6438427877af43
#这里发现，这种就是匿名挂载，我们在 -v 只写了容器内的路径，没有些容器外的路径！

[root@hsStudy home]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     juming-nginx

#通过 -v 卷名：容器内路径
#查看一下这个卷

所有的docker容器内的卷，没有指定目录的情况下都是在/var/lib/docker/volumes/xxxx/_data

我们通过具名挂载可以方便的找到我们的一个卷，大多数在使用的具名挂载

#如何确定使具名挂载还是匿名挂载，还是指定路径挂载
-v 容器内路径  #匿名挂载
-v 卷名       #具名挂载
-v /宿主机路径:容器内路径   #指定路径挂载

拓展

#通过-v 容器内路径：ro   rw   改变读写权限
ro readonly   #只读
rw readwrite  #可读可写

#一旦设定了容器权限，容器对我们挂在出来的内容就有限定了
[root@hsStudy _data]# docker run -d -P --name nginx02 -v juming-nginx:/etc/nginx:ro nginx
[root@hsStudy _data]# docker run -d -P --name nginx02 -v juming-nginx:/etc/nginx:rw nginx 

#ro，只要看到ro就说明这个路径只能通过宿主机来操作，容器内部是无法操作的