Docker 数据管理容器互联 与 镜像的创建编译（DockerFile）

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Docker 数据管理容器互联 与 镜像的创建编译（DockerFile）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

目录

前言

一、Docker 数据管理

管理 Docker 容器中数据主要有两种方式：

  • 数据卷（Data Volumes）：宿主机与容器 共享数据
  • 数据卷容器（DataVolumes Containers）：容器与容器 共享数据
  • 都使用 -v 进行创建

1.1 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。（ 相当于把宿主机的目录 挂载到 容器的某个目录（数据卷）中）
  • 数据卷的使用类似于Linux下对目录进行的 mount 操作（就是挂载）。
  • 修改文件都能看到，数据相互共享。

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 pull centos:7

#将宿主机的目录 /var/www/ 目录挂载到容器中的 /data1/ 目录下
#-v选项：在容器内创建数据卷
docker run -v /var/www:/data1 --name web1 -it centos:7 /bin/bash

#进入容器数据卷目录中创建文件，进行验证
docker exec -it 容器ID bash
echo "this is web1" > /data1/abc.txt
exit

#返回宿主机进行查看
exit 
cat /var/www/abc.txt
#能看到容器中创建的文件，宿主机也有



注：之前学过的 docker cp 命令也可以在宿主机与容器之间复制数据。

1.2 数据卷容器（–volumes-from）

  • 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。
  • 实现了容器间数据的共享。

需要创建两个容器：

（1）创建一个容器作为数据卷容器

#-v 指定两个数据卷
docker run --name web2 -v /data1 -v /data2 -it centos:7 /bin/bash

#exec 进入容器，在不同数据卷写入不同内容
docker exec -it 容器ID bash
echo "this is web2" > /data1/abc.txt
echo "THIS IS WEB2" > /data2/ABC.txt

（2）使用 --volumes-from 来挂载web2容器中的 数据卷 到新的容器

docker run -it --volumes-from web2 --name web3 centos:7 /bin/bash

#exec 进入容器，就能看到数据卷容器中的内容
docker exec -it 容器ID bash
cat /data1/abc.txt
cat /data2/ABC.txt

二、容器互联（–link）

  • 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。- 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。
#创建并运行源容器取名web1
docker run -itd -name web1 centos:7 /bin/bash

#创建并运行接收容器取名web2，使用--link 选项指定连接容器以实现容器互联
#--link容器名：连接的别名
docker run -itd -name web2 --link web1:WEB1 centos:7 /bin/bash

#exec 进入web2容器，ping web1
docker exec -it web2 bash
ping web1

三、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；
  • 基于 Dockerfile 创建。

3.1 基于现有镜像创建新的镜像（commit ）

(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  #查看容器ID

(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 命令将一个容器压制为一个image镜像

docker commit -m "new" -a "centos" 000550eb36da centos:test

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

docker images #查看创建出的新的镜像

  • 创建新的不再使用原来 build 的镜像配置，使用的是修改后的 全新的镜像（包含了 -m、-a、-p信息的新镜像）。

3.2 使用本地模板创建（导入）镜像（import ）

  • 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：http://openvz.org/Download/template/precreated；

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

#导入为镜像
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:test

#docker import:导入镜像

3.3 基于 Dockerfile 创建（重点）

  • 学习 Dockerfile 知识点前，先要了解 Docker 的文件系统原理：

联合文件系统（UnionFS）

  • UnionFS (联合文件系统)：**Union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。

  • 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rotfs之上分配一层空的read-write的rootfs。


问：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，没有内核。
  • 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。

  • 想要在下次创建镜像发生改变，就要通过Dockerfile 重新 build 镜像。

  • 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，build 后重新生成 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。

  • 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。

Dockerfile 操作常用的指令:

（1）FROM 镜像

  • 指定新镜像所基于的基础镜像，第一条指令必须为FROM指令，每创建一个镜像就需要一条FROM指令

（2）MAINTAINER 名字

  • 说明新镜像的维护人信息、注释信息

（3）RUN 命令

  • 在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中

（4）ENTRYPOINT [“要运行的程序”，“参数1”，“参数2”]

  • 设定容器启动时第一个运行的命令及其参数。
  • 可以通过使用命令docker run --entrypoint来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容。

（5）CMD [“要运行的程序”，“参数1” , “参数2”]

  • 启动容器时默认运行的命令及其参数。
  • 如果DockerFile 中同时有 ENTRYPOINT 和 CMD ，CMD会被覆盖
  • CMD 可以为ENTRYPOINT指令提供默认参数

上面的是exec形式，shell形式：CMD命令 参数1 参数2
启动容器时默认执行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令。如果指定多条命令，只执行最后一条命令。如果在docker run时指定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT，那么cmd就会被覆盖。

参数 -D 用于前台启动程序

（6）EXPOSE 端口号
指定新镜像加载到Docker 时要开启的端口
容器不会自己开启端口，需要 用EXPOSE 开启端口

（7）ENV 环境变量变量值

  • 设置一个镜像用的环境变量的值，会被后面的 RUN 使用

（8 ) ADD 源文件/目录目标文件/目录
将源文件复制到镜像中，源文件要与 Dockerfile位于相同目录中，或者是一个URL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，且目标路径是不是以/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Ⅰ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（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。

（9 ) COPY 源文件/目录目标文件/目录

ADD可以从URL下载到镜像中，或者从本地加载到镜像中并进行解压
COPY不能通过URL从网上下载，只能从本地，且不支持解压

只复制本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile在相同的目录中。

（10）VOLUME [ "目录”]
在容器中创建一个挂载点（挂载使用）

（11） USER 用户名/UID
指定运行容器时的用户

（12）WORKDIR 路径
为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT 指定工作目录
docker 会切换到这个目录，再执行 RUN、CMD、ENTRYPOINT 操作

（13）ONBUILD 命令
指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令。
当在一个Dockerfile文件中加上 ONBUILD 指令，该指令对利用该Dockerfile构建镜像（比如为A镜像)不会产生实质性影响。
但是当编写一个新的Dockerfile文件来基于A镜像构建一个镜像（比如为B镜像）时，这时构造A镜像的Dockerfile文件中的ONBUIED指令就生效了，在构建B镜像的过程中，首先会执行ONBUILD指令指定的指令，然后才会执行其它指令。

（14）HEALTHCHECK
健康检查

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。

例：
DockerFile 实例

vim Dockerfile

FROM 定义基础镜像名
MAINTAINER this is apache image <20210727> 新建维护信息
构建新的镜像 
RUN yum install -y httpd
暴露端口
EXPOSE 80
修改站点首页文件,将当前目录中的 index.heml 复制到 /var/www/html 中
ADD index.html /var/www/html
复制脚本到当前目录
ADD run.sh /run.sh
给脚本执行权限
RUN chmod +x /run.sh
在启动容器时，要运行这个脚本
CMD ["/run.sh"]

#或者不用 CMD ["/run.sh"] 执行脚本，直接执行命令，可以这样写
ENTRYPOINT ["/usr/sbin/apachectl"]
CMD ["-D","FOREGROUN"]  #用CMD 给ENTRYPOINT 传两个参数
效果等同于
ENTRYPOINT ["/usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND"]

vim run.sh

#!/bin/bash

rm -rf /run/httpd/*

/usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND

docker build 重新构建镜像

docker build -t httpd:centos7 .
会一层一层 一步一步的进行构建镜像

建议一个 dockerfile 使用一个目录，不同的Dockefile 不放在同一个目录中。

以上是关于Docker 数据管理容器互联 与 镜像的创建编译（DockerFile）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Docker------Docker数据管理与Dockerfile镜像创建

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Docker数据管理，镜像创建与分层结构

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