Docker数据管理与镜像的创建

Posted 2022-03-10 Richard_Chiang

Docker数据管理与镜像的创建

壹、Docker的数据管理

• 管理Docker容器中数据主要有两种方式：数据卷（Data Volumes）和数据卷容器（DataVolumes Containers）

数据卷

数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于Linux下对目录进行的mount操作。

docker pull centos:7

#宿主机目录/var/www挂载到容器中的/data1。
注意：宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。
docker run -v /var/www:/data1 --name web1 -it centos:7 /bin/bash    #一v选项可以在容器内创建数据卷
ls
echo "this is web1" > /data1/abc.txt
exit
#返回宿主机进行查看cat /var/www/abc.txt

数据卷容器

如果需要在容器之间共享一些数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

需求：创建数据卷容器

#创建一个容器作为数据卷容器
docker run -it --name web2 -v /data1 -v /data2 centos:7 bash #创建并进入容器
echo "this is test2 file" > /data1/test.txt #容器内创建测试文件1
echo "THIS IS TEST2 FILE" > /data2/TEST.txt #容器内创建测试文件1

#使用--volumes-from来挂载test2容器中的数据卷到新的容器
docker run -it --name web3 --volumes-from web2 centos:7 bash #创建并进入容器
cat data1/test.txt #查看测试数据是否同步
cat data2/TEST.txt

容器互联（使用centos镜像）

容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。简单点说，就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道，接收容器可以看到源容器指定的信息。

（只能单项联系）
#创建并运行源容器取名test1
docker run -itd -P --name test1 centos:7 /bin/bash
#创建并运行接收容器取名test2，使用--link选项指定连接容器以实现容器互联
docker run -itd -P --name test2 --link test1:test1 centos:7 /bin/bash #--link容器名:连接的别名

#进test2容器，ping tes1
docker exec -it test2 bash
ping web1

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贰、Docker镜像的创建

• 创建镜像有三种方法，分别为基于已有镜像创建、基于本地模板创建以及基于Dockerfile创建。

基于现有镜像创建

（1）首先启动一个镜像，在容器里做修改

docker create -it centos:7 /bin/bash
docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE      COMMAND       CREATED          STATUS    PORTS     NAMES
ddd1e571ac79   centos:7   "/bin/bash"   10 seconds ago   Created             flamboyant_tesla

docker start ddd1e571ac79
yum install net-tools -y # 可以在容器里面安装net-tools工具
exit

（2）然后将修改后的容器提交为新的镜像，需要使用该容器的ID号创建新镜像

docker commit -m "new net-tools" -a "jzm" ddd1e571ac79 centos:test1

docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos test c02c44291962 26 seconds ago 332MB
centos 7 8652b9f0cb4c 8 months ago 204MB
#常用选项:
-m：说明信息；
-a：作者信息；
-p：生成过程中停止容器的运行。

基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件可以生成镜像，模板可以从OPENVZ开源项目下载，下载地址为

https://wiki.openvz.org/Download/template/precrated

wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz

#导入为镜像
cd /opt/ #进入/opt目录，然后导入debian压缩包
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:test

基于Dockerfile创建

联合文件系统( UnionFS)

UnionFS（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叠加，同时可以将不同日录挂载到同一个虚拟文件系统下。AUFS、OverlayFS 及Devicemapper 都是一种UnionFS。

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的底层的文件和目录。

我们下载的时候看到的一层层的就是联合文件系统。

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就是UnionFS。

bootfs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，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。

我们可以理解成一开始内核里什么都没有，操作一个命令下载debian，这时就会在内核上面加了一层基础镜像；再安装一个emacs，会在基础镜像上叠加一层image，接着再安装一个apache，又会在images上面再叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。但是，此时的每一层rootfs。都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs。

为什么Docker里的centos的大小才200M?

因为对于精简的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，因为底层直接用宿主机的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。

Dockerfile

• Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数 (如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

• 镜像的定制实际上就是定制每-一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是Dockerfile

• Dockerfile是一个文本文件，其内包含了一条条的指令(Instruction)，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在Dockerfile.上添加或者修改指令，重新生成image即可，省去了敲命令的麻烦。

• 除了手动生成Docker镜像之外，可以使用Dockerfile自动生成镜像。Dockerfile是由 多条的指令组成的文件，其中每条指令对应Linux中的一条命令，Docker 程序将读取Dockerfile中的指令生成指定镜像。

驱动程序overlay2

Dockerfile结构大致分为四个部分:基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令。
Dockerfile每行 支持一条指令，每条指令可携带多个参数，支持使用以“#“号开头的注释。

Docker镜像结构的分层

镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。

1. Dockerfile 中的每个指令都会创建一个新的镜像层；

2. 镜像层将被缓存和复用；

3. 当Dockerfile的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了，对应的镜像层缓存就会失效；

4. 某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会失效；

5. 镜像层是不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在下一层中删除它，则镜像中依然会包含该文件，只是这个文件在Docker容器中不可见了。

Docker镜像的创建

FORM

MAINTAINER

RUN命令

ENTRYPOINT

CMD

EXPOSE

ENV

ADD

有如下注意事项：

1. 如果源路径是个文件，且目标路径是以/结尾， 则docker会把目标路径当作一个目录，会把源文件拷贝到该目录下。如果目标路径不存在，则会自动创建目标路径。
2. 如果源路径是个文件，且目标路径是不以/结尾，则docker会把目标路径当作一个文件。如果目标路径不存在，会以目标路径为名创建一个文件，内容同源文件;如果目标文件是个存在的文件，会用源文件覆盖它，当然只是内容覆盖，文件名还是目标文件名。如果目标文件实际是个存在的目录，则会源文件拷贝到该目录下。注意， 这种情况下，最好显示的以/结尾，以避免混淆。
3. 如果源路径是个目录，且目标路径不存在，则docker会自动以目标路径创建一个目录，把源路径目录下的文件拷贝进来。如果目标路径是个已经存在的目录，则docker 会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。
4. 如果源文件是个归档文件（tar。bzip2压缩文件），则docker会自动帮解压。
   URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝，都不会自动解压。

COPY

VOLUME

USER

WORKDIR

ONBUILD

HEALTHCHECK

在编写Dockerfile时，有严格的格式需要遵循：

• 第一行必须使用FROM指令指明所基于的镜像名称；
• 之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息；
• 然后是镜像操作相关指令，如RUN指令。每运行一条指令，都会给基础镜像添加新的一层。
• 最后使用CMD指令指定启动容器时要运行的命令操作。

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Dockeerfile案

cd /opt/
#建立工作目录
mkdir /opt/apache
cd apache/

vim Dockerfile
#基于的基础镜像
FROM centos:7
#维护镜像的用户信息
MAINTAINER this is apache image <jzm,2022-03-08>
#镜像操作指令安装Apache软件
RUN yum install -y httpd
#开启80端口
EXPOSE 80
#复制网站首页文件
ADD index.html /var/www/html/

方法一：
#将执行脚本复制到镜像中
ADD run.sh /run.sh
RUN chmod +x /run.sh
#启动时执行脚本
CMD ["/run.sh"]
方法二：
ENTRYPOINT [ "/usr/sbin/apachectl" ]
CMD ["-D","FOREGROUND"]

#准备执行脚本
vim run.sh
#!/bin/bash
rm -rf /run/httpd/* #清理httpd的缓存
/usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND #指定为前台运行
#因为Docker容器仅在它的1号进程（PID为1）运行时，会保持运行。如果1号进程退出了，Docker容器也就退出了。

echo "this is test dockerfile web" > index.html #准备网站页面
#生成镜像
docker build -t centos:jzm .#注意：末尾的“.”不要忘记，当前目录构建镜像
#新镜像运行容器
docker run -d -P centos:jzm #随机端口
#浏览器访问测试
http://192.168.80.17:49153/index.html

① 创建Dockerfile文件

② 准备执行脚本

③ 生成镜像并运行容器

④ 浏览器访问测试

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