Hello Docker——Docker数据持久化

Posted 2020-12-20

Hello Docker（七）——Docker数据持久化

一、Docker数据持久化简介

默认情况下，Docker容器内部新创建文件或者修改文件，结果会保存在容器的可读写层中，因此：
（1）当container消失时，与container一体的可读写层也一并消失，数据并未持久化。当一个container需要其它container中可读写层的数据时，读取操作非常困难。
（2）container可读写层与宿主机的文件系统紧密结合，很难进行迁移。
（3）写入数据到container可读写层需要storage driver，与直接在宿主机文件系统中读写数据相比效率要低。
Docker支持的数据持久化方案如下：
（1）volume。
（2）bind mount。
（3）tmpfs mount，仅限Linux操作系统中。

Docker创建容器时通过参数选项指定数据持久化路径，bind mount与volume使用-v或者--volume选项，tmpfs通过--tmpfs选项。从docker17.0.6开始，推荐使用新选项--mount。
--mount参数选项如下:
type：可以是bind、volume或者tmpfs，默认是volume
source：宿主机上目录路径，可以用缩写src
destination：目标路径，容器上挂载的路径，可以用dst或者?target
readonly?：可选项，容器挂载的路径会被设置为只读
volume-opt：可选项，当volume驱动接受同时多个参数作为选项时，可以以多个键值对的方式传入。
如果主机中的文件或目录不存在，当使用--mount挂载时，Docker会报错，当使用-v或--volume时，会在主机上创建目录。

二、volume持久化方案

1、volume简介

volume是Docker官方推荐的持久化方案，默认情况下，volume的存储空间来自于宿主机文件系统中的某个目录，如/var/lib/docker/volumes/，docker系统外的程序无权限修改其中的数据。
volume由Docker负责创建、管理。用户可以显式的调用命令docker volume create创建volume，也可以通过container、service的启动隐式创建。
一个volume可以同时供多个container使用，如果没有container使用volume，其不会自动删除，用户需运行docker volume prune明确删除。
如果用户显式创建volume，则需要给其指定一个名称；如果是隐式创建volume，Docker会自动为其分配一个在宿主机范围内唯一的名字。
Docker引入Volume原因如下：
（1）删除容器时，volume不会被删除。
（2）在不同容器间共享volume（存储 / 数据）。
（3）容器与存储分离。
（4）将volume存储在远程主机或云上。

2、volume特点

docker volume create -v?创建volume时，宿主机目录路径必须以/或~/开头，否则Docker会将其当成volume 而不是bind mount。
如果宿主机上的目录不存在，docker 会自动创建目录；如果容器中的目录不存在，docker会自动创建目录；如果容器中的目录已有内容，docker会使用宿主机上目录的内容覆盖容器目录的内容。

3、挂载指定volume

docker run -it -v my-volume:/data --name container1 busybox
启动容器?container1?时，挂载名为my-volume的volume到容器的?/data目录。如果?my-volume不存在，docker会自动创建my-volume，并挂载到?/data?目录。
my-volume在宿主机目录为?/var/lib/docker/volumes/my-volume/_data。
docker run -v?命令中，如果没有指定volume名称，docker会默认创建一个匿名的volume。
docker run -it -v /data --name container1 busybox
创建匿名volume位于/var/lib/docker/volumes/xxxxx/_data。
可以使用docker inspect container1查看容器的volume的具体信息。
docker run -it -v test:/test --name test busybox
创建的volume位于/var/lib/docker/volumes/test/_data。

4、volume使用场景

通过使用第三方提供的volume driver，用户可以将数据持久到远程主机或者云存储中。
（1）多个容器间共享数据。
（2）宿主机不保证存在固定目录结构。
（3）持久化数据到远程主机或者云存储而非本地。
（4）需要备份、迁移、合并数据时。停止container，将volume整体复制，用于备份、迁移、合并等。

三、bind mount持久化方案

1、bind mount

bind mount持久化方式将宿主机中的文件、目录挂载到容器上，相应文件、目录可以被宿主机读写，也可以被容器读写。
bind mount持久化方式可以将数据存储在宿主机器任何地方，但会依赖宿主机的目录结构，因此不能通过docker CLI直接管理，并且非Docker进程和Docker进程都可以修改。
docker run -it -v host-dava:container-data alpine sh
将host主机host-data目录mount到container中的container-data目录
bind mount注意事项：
（1）-v?宿主机目录路径必须以/或~/开头，否则docker会将其当成是volume 而不是bind mount。
（2）如果宿主机上的目录不存在，docker会自动创建目录。
（3）如果容器中的目录不存在，docker会自动创建目录。
（4）如果容器中目录已有内容，那么docker会使用宿主机上目录的内容覆盖容器目录的内容。
docker volume create vm_test
创建volume
docker run -it --mount source=vm_test,target=/test test /bin/bash
启动容器，挂载vm_test到容器/test目录

2、bind mount特点

（1）性能最好
（2）Docker容器与宿主机耦合过于紧密，移植性较差。

3、bind mount使用场景

（1）container共享宿主机配置文件，如docker将宿主机文件/etc/resov.conf文件bind mount到容器上，两者会使用相同的DNS服务器。
（2）开发环境中build容器化。开发过程中将build过程container化，将宿主机上源代码目录bind mount到build container中。修改代码后，运行build container的build命令，build container则将build结果写入另一个bind mount的目录中。
（3）监控服务container化。读取宿主机固定文件中的数据实现监控。

四、tmpfs mount持久化方案

1、tmpfs mount

tmpfs mount只在Linux主机内存中持久化，是临时性的。当容器停止，tmpfs mount会被移除，通常用于临时存放敏感文件。
在docker内部，swarm服务使用tmpfs方式来将secrets挂载到服务的容器中。
docker run -d -it --name tmptest --tmpfs /test busybox

2、tmpfs mount特点

（1）只能在Linux主机内存中，不会持久化到磁盘。
（2）不支持多容器间共享。

3、tmpfs mount使用场景

Docker可将用户名与密码等敏感数据保存在某个数据库中，当启动需要访问这些敏感数据的container或者service时，docker会在宿主机上创建一个tmpfs，然后将敏感数据从数据库读出写到tmpfs中，再将tmpfs mount到container中，安样能保证数据安全。当容器停止运行时，则相应的tmpfs也从系统中删除。