Docker（五）Docker镜像讲解

Docker镜像讲解

镜像概念

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

Docker镜像加载原理

UnionFS（联合文件系统）

UnionS（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，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的加，同时可以将不同目录挂载到同一个虛拟文件系统下（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，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。

对于安装虚拟机的压缩包都是很大的，而Docker的镜像却很小

分层理解

这样最大的好处就是资源共享，例如很多个镜像都从相同的 Base 镜像构建而来，而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人容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享

理解

所有的 Docker镜像都起始于一个基础镜像层，进行修改或增加新的内容时，就会在当前的镜像层之上，创建新的镜像层。

举一个简单的例子，假如基于 Ubuntu linux16.04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，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3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6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

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屐示为统一的文件系统

Linux上可用的存储引擎有AUFS、 Overlay2、 Device Mapper、Btfs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 windowsfilter 一种存储引擎，该引擎基于NTFS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

commit 镜像

提交镜像

docker commit 提交镜像

# docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

Usage:	docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

Create a new image from a container's changes

Options:

  -a, --author string    Author (e.g., "John Hannibal Smith <hannibal@a-team.com>")       作者信息

  -c, --change list      Apply Dockerfile instruction to the created image                将Dockerfile指令应用于创建的映像

  -m, --message string   Commit message                                                   提交的信息

  -p, --pause            Pause container during commit (default true)                     提交期间暂停容器（默认为true）

# 测试

# 进入 tomcat

[root@hwh1 ~]# docker exec -it 6e9740900ae3 /bin/bash

root@6e9740900ae3:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps        # 将 webapps.dist/* 下的全部内容拷贝

root@6e9740900ae3:/usr/local/tomcat# cd webapps

root@6e9740900ae3:/usr/local/tomcat/webapps# ls

ROOT  docs  examples  host-manager  manager

# 进行提交

[root@hwh1 ~]# docker commit -a="hewen" -m="tomcat1.0" 6e9740900ae3 tomcat10.0.0:1.0

sha256:5ad9040a94da3c32d7f8c66e3494a6cbce2cce68b501a944c003a174bc513d89

[root@hwh1 ~]# docker images

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE

tomcat10.0.0        1.0                 5ad9040a94da        6 seconds ago       651MB

elasticsearch       7.8.0               121454ddad72        8 days ago          810MB

redis               6.0.5               235592615444        12 days ago         104MB

tomcat              10.0.0              0d691b180bd5        13 days ago         647MB

nginx               1.19.0              2622e6cca7eb        13 days ago         132MB

# 修改后的镜像保存了自己配置的信息，以后想使用的话可以直接启动即可

巴特西

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UnionFS（联合文件系统）

Docker镜像加载原理

分层理解

理解

特点

commit 镜像

提交镜像

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