Docker 映象講解

什麼是映象

映象是一種輕量級、可執行的獨立軟體包,用來打包軟體執行環境和基於執行環境開發的軟體,它包含執行某個軟體所需的所有內容,包括程式碼、執行時、庫、環境變數和配置檔案。

所有應用，直接打包docker映象，就可以直接跑起來

如何得到映象：

遠端倉庫
自己製作一個映象DockerFile

Docker 映象載入的原理

UnionFS（聯合檔案系統）

UnionFS (聯合檔案系統) : Union檔案系統( UnionFS)是一種分層、 輕量級並且高效能的檔案系統,它支援對檔案系統的修改
作為一次提交來一層層的疊加,同時可以將不同目錄掛載到同一個虛擬檔案系統下(unite several directories into a single virtual
filesystem)。Union 檔案系統是Docker映象的基礎。映象可以通過分層來進行繼承,基於基礎映象(沒有父映象) ,可以製作各
種具體的應用映象。

特性:一次同時載入多個檔案系統,但從外面看起來,只能看到一個檔案系統,聯合載入會把各層檔案系統疊加起來,這樣最終的
檔案系統會包含所有底層的檔案和目錄

Docker 映象載入原理

docker的映象實際上由一層一層的檔案 系統組成,這種層級的檔案系統UnionFS.

bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel, bootloader主要是引導載入kernel, Linux剛啟動時會載入bootfs檔案系統,在Docker映象的最底層是bootfs。這-層與我們典型的Linux/Unix系統是一樣的 ,包含boo載入器和核心。當boot載入完成之後整個核心就都在記憶體中了,此時記憶體的使用權已由bootfs轉交給核心,此時系統也會解除安裝bootfs.

rootfs (root file system) , 在bootfs之上。包含的就是典型Linux系統中的/dev, /proc, /bin, /etc等標準目錄和檔案。rootfs就是各種不同的作業系統發行版,比如Ubuntu , Centos等等。

Docker 映象講解

平時我們安裝進虛擬機器的Centos都是好幾個G，為什麼docker才200MB

Docker 映象講解

對於一個精簡的OS，rootfs可以是很小，只需要包含最基本的命令，工具和程式庫就可以了，因為底層直接用Host的kernel，自己只需要提供rootfs就可以了，由此可見對於不同的linux發行版，bootfs基本是一致的，rootfs會有差別，因此不同的發行版可以公用bootfs。

分層理解

分層的映象

我們可以去下載一個映象，注意觀察下載的日誌輸出，可以看到是一層一層的在下載。

Docker 映象講解

為什麼Docker映象要採用這種分層的結構呢

最大的好處就是資源共享，比如多個映象都從相同的Base映象構建而來的，那麼宿主機只需要在磁碟上保留一份base映象，同時記憶體中也只需要載入一份base映象，這樣就可以為所有的容器服務了，而且映象的每一層都可以被共享。

檢視映象的分層的方式可以通過docker image inspect命令。

$  docker image inspect redis:latest
[
    //...
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:95ef25a3204339de1edf47feaa00f60b5ac157a498964790c58c921494ce7ffd",
                "sha256:ad9080bec957893dd0e5d146ec4fed09232e4d2c40d6975bfb1d31ad7eeba6ae",
                "sha256:03f8dae99b4d972acfb5afb240d170f71420aed3960b1b9e502c718938fc41a5",
                "sha256:ce89ae6e6358780e4f0ac30e78edb8a867c577765ab2daa7eaac447701228863",
                "sha256:e7b10f84d45b2e8277e0d2b49db8137aa2c5a01f90c8e951477425a1521f1bc2",
                "sha256:ed8f8f354de8b585acea9d30ce39cfea0b2f74d1572b3ba045cdbd5441e8f918"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
        }
    }
]

理解

所欲的Docker 映象都起始於一個基礎映象層，當進行修改或者增加新的內容時，就會在當前映象層之上，建立新的映象層。

舉一個簡單的例子，假如基於Ubuntu Linux 16.04 建立一個新的映象，這就是映象的第一層；如果在該映象中新增Python包，就會在基礎映象層之上建立第二個映象層；如果繼續新增一個安全補丁，就會建立第三個映象層。

該映象當前已經包含三個映象層，如下圖所示（這只是一個用於演示的簡單的例子）

Docker 映象講解

在新增額外的映象層的同時，映象始終保持當前所有映象的組合，理解這一點非常重要，下圖中舉了一個簡單的例子，每個映象層包含3個檔案，而映象包含了來自兩個映象層的6個檔案。

Docker 映象講解

上圖中的映象層跟之前圖中的略有所區別，主要是便於展示檔案。
下圖中展示了一個稍微複雜的三層映象，在外部看來整個映象檔案只有6個，這是因為最上層的檔案7是檔案5的一個更新版本。

Docker 映象講解

這種情況下,上層映象層中的檔案覆蓋了底層映象層中的檔案。這樣就使得檔案的更新版本作為一個新映象層新增到映象當中。
Docker通過儲存引擎(新版本採用快照機制)的方式來實現映象層堆疊,並保證多映象層對外展示為統一的檔案 系統。

Linux上可用的儲存引擎有AUFS、Overlay2、 Device Mapper、Btrfs 以及ZFS.顧名思義,每種儲存引擎都基於Linux 中對應的
檔案系統或者塊裝置技術,並且每種儲存引擎都有其獨有的效能特點。

Docker在Windows上僅支援windowsfilter 一種儲存引擎,該引擎基於NTFS檔案系統之上實現了分層和CoW[1]。
下圖展示了與系統顯示相同的三層映象。所有映象層堆疊併合並,對外提供統一的檢視。

Docker 映象講解

特點

Docker映象都是隻讀的，當容器啟動後，一個新的可寫層被載入到映象的頂部！

這一層就是我們通常說的容器層，容器層之下的都交映象層。

我們所有的操作都是基於容器操作的。

Docker 映象講解

在這幅圖中，我們可以看到，Docker 容器的生命週期裡分為五種狀態，其分別代表著：
    Created：容器已經被建立，容器所需的相關資源已經準備就緒，但容器中的程式還未處於執行狀態。
    Running：容器正在執行，也就是容器中的應用正在執行。
    Paused：容器已暫停，表示容器中的所有程式都處於暫停 ( 不是停止 ) 狀態。
    Stopped：容器處於停止狀態，佔用的資源和沙盒環境都依然存在，只是容器中的應用程式均已停止。
    Deleted：容器已刪除，相關佔用的資源及儲存在 Docker 中的管理資訊也都已釋放和移除。

Commit 映象

docker commit 提交容器成為一個新的副本

# 命令和git原理類似
$ docker commit -m="提交的描述資訊" -a="作者" 容器id 目標映象名:[TAG]

實戰測試

1.啟動tomcat

$  docker run -it --name tomcat02 -p 8080:8080 tomcat:9.0

Docker 映象講解

2.進入tomcat容器

$ docker exec -it tomcat02 /bin/bash

Docker 映象講解

3.將操作過的容器通過commit提交為一個映象！我們之後就使用修改過的映象即可，這就是我們修改過的映象

$ docker commit -a="hudu" -m="add webapps app" a44a58b7174b tomcat02:1.0

Docker 映象講解

如果想要儲存當前容器的狀態，可以通過commit來提交，獲得一個映象，就好比之前vm虛擬機器的快照

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分層理解

Commit 映象

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