【Docker】006

【Docker】006

1、联合文件系统

什么是镜像？

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；

所有的应用，直接打包docker镜像，就可以直接跑起来；

那么如何得到镜像呢？

• 从远程仓库下载
• 朋友拷贝
• 自己制作一个镜像 Dockerfile

Docker 镜像加载原理？

UnionFS（联合文件系统）

• 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 directories into a single virtual filesystem）；
• UnionFS是Docker镜像的基础，镜像可以通过分层来继承，基于基础镜像（没有父镜像的镜像），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；
• 例子：比如说 mysql 和 tomcat 都需要 centos 环境，先安装了 mysql ，就有了 centos 的环境，那再安装 tomcat ，就可以共用这一层 centos ，不需要再下载 centos；

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；

问题：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？

• 那是因为对于一个精简的OS，RootFS可以很小，只需要包含最基本的命令，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 就可以了，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；
• 这也就是虚拟机启动是分钟级启动，而容器是秒级启动的原因所在；

2、分层理解

分层的镜像

下载镜像的时候我一层一层下载的，前面已经下载过的就不再下载了；

为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢？

最大的好处莫过于是资源共享了。比方说有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保留一份 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，而且镜像的每一层都可以被共享；

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。 第一层镜像：基于 Ubuntu Linux 16.04 创建一个新的镜像；如果在这个镜像中添加 Python 包，就会在基础镜像层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，如下图：

在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持时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，每个镜像层包含个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件；

• 上图中的镜像层跟之前图中的略有区别，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镜像，在外部看来整个镜像只有六个文件，这是因为最上层中的文件 7 是 文件 5 的一个更新版本

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 上可用的存储引擎有 AUFS、OverLay2、Device Mapper、Btrfs、以及 ZFS。顾名思义，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，并且每种存储引擎都有其独有的性能特点；

Docker 在 Windows 上仅支持 windows filter 一种存储引擎，该引擎基于 TFS 文件系统之上实现了分层和 CoW；

下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆叠并合并，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；

、提交镜像

命令

docker commit    # 提交容器成为一个新的副本

# 格式
docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名[tag]

案例

问题：在 tomcat 容器的 webapps 下是没有文件的 ，每次启动的时候都要将 webapps.dist 目录下的内容拷贝到 webapps 目录下（cp -r webapps.dist/* webapps/）；

解决方案：自己打包一个镜像，方便以后使用；

# 此处接着上面部署tomcat的操作，我们将webapps.dist文件夹下的文件复制到了webapps下一份
# 此时我们要将当前的tomcat容器打包成新的镜像，以后直接使用这个镜像，就不用在去复制文件了

docker commit -a="zibo" -m="add webapps app" c5af7b82a6c tomcatnew:1.0

# 控制台
[root@zibo /]# docker commit -a="zibo" -m="add webapps app" c1dbfb9052 tomcatnew:1.0
sha256:a72c8b6a974815af0e7d6ce52698917cf7c4f7beec68b81ea9b805859fa0
[root@zibo /]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
tomcatnew             1.0       a72c8b6a9748   10 seconds ago   654MB # 刚才提交的镜像
hello-world           latest    d1165f22124    weeks ago      1.kB
tomcat                latest    040bdb29ab7   2 months ago     649MB
nginx                 latest    f6d0b4767a6c   2 months ago     1MB
centos                latest    00e15adb2f    months ago     209MB
portainer/portainer   latest    62771b0b9b09   8 months ago     79.1MB

# 使用我们自建的镜像
[root@zibo /]# docker run -d --name tomcat01 -p 44:8080 tomcatnew:1.0
e29b0f79b74efdf8f7c86a208fc447d7ad1f0b60b8ccdaefb78998d5
[root@zibo /]# docker ps
COTAIER ID   IMAGE           COMMAD             CREATED         STATUS         PORTS                    AMES
e29b0f79b74   tomcatnew:1.0   "catalina.sh run"   9 seconds ago   Up 8 seconds   0.0.0.0:44->8080/tcp   tomcat01