什么是镜像
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要的所有内容,包括代码,运行时(一个程序在运行或者在被执行的依赖)、库,环境变量和配置文件。
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是UnionFS联合文件系统。
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,同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下(unite several directories into a single virtualfilesystem)。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。
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 (root fle system),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。
分层理解
我们可以去下载一个镜像,注意观察下载的日志输出,可以看到是一层一层的在下载!
思考:为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢?
最大的好处,我觉得莫过于是资源共享了!比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来,那么宿主机只需在磁盘上保留一份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容器服务了,而且镜像的每一层都可以被共享。
查看镜像分层的方式可以通过docker image inspect命令!
所有的Docker(镜像都起始于一个基础镜像层,当进行修改或增加新的内容时,就会在当前镜像层之上,创建新的镜像层。
举一个简单的例子,假如基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像,这就是新镜像的第一层;如果仕发说像中添加PytnonE ,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。
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展示为统一的文件系统。
Linux上可用的存储引擎有AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义,每种存储引擎都基于Lnux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[1]。下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆叠并合并,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,一个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!
提交镜像
# 使用docker commit 命令提交容器成为一个新的版本docker commit -m=“提交的描述信息” -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]
由于默认的Tomcat镜像的webapps文件夹中没有任何内容,需要从webapps.dist中拷贝文件到webapps文件夹。下面自行制作镜像:就是从webapps.dist中拷贝文件到webapps文件夹下,并提交该镜像作为一个新的镜像。使得该镜像默认的webapps文件夹下就有文件。具体命令如下:
#1.复制文件夹
[root@iZwz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker run -it tomcat /bin/bash
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat/webapps# ls
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat/webapps# cd ../
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat/webapps# ls
ROOT docs examples host-manager manager
[root@iZwz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
2a3bf3eaa2e4 tomcat "/bin/bash" 4 minutes ago Up 4 minutes 8080/tcp competent_torvalds
7789d4505a00 portainer/portainer "/portainer" 24 hours ago Up 24 hours 0.0.0.0:8088->9000/tcp quirky_sinoussi
[root@iZwz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker exec -it 2a3bf3eaa2e4 /bin/bash
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat/webapps# ls
ROOT docs examples host-manager manager
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat/webapps# cd ../
root@2a3bf3eaa2e4:/usr/local/tomcat# read escape sequence
[root@iZwz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
2a3bf3eaa2e4 tomcat "/bin/bash" 8 minutes ago Up 8 minutes 8080/tcp competent_torvalds
7789d4505a00 portainer/portainer "/portainer" 24 hours ago Up 24 hours 0.0.0.0:8088->9000/tcp quirky_sinoussi
#2.提交镜像作为一个新的镜像
[root@iZwz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker commit -m="add webapps" -a="Ethan" 2a3bf3eaa2e4 mytomcat:1.0
sha256:f189aac861de51087af5bc88a5f1de02d9574e7ee2d163c647dd7503a2d3982b
[root@iZwz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
mytomcat 1.0 f189aac861de 7 seconds ago 653MB
mysql 5.7 f07dfa83b528 6 days ago 448MB
tomcat latest feba8d001e3f 10 days ago 649MB
nginx latest ae2feff98a0c 12 days ago 133MB
centos latest 300e315adb2f 2 weeks ago 209MB
portainer/portainer latest 62771b0b9b09 5 months ago 79.1MB
elasticsearch 7.6.2 f29a1ee41030 9 months ago 791MB
#3.运行容器
[root@iZwz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker run -it mytomcat:1.0 /bin/bash
root@1645774d4605:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@1645774d4605:/usr/local/tomcat/webapps# ls
ROOT docs examples host-manager manager
wz99sm8v95sckz8bd2c4Z ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
mytomcat 1.0 f189aac861de 7 seconds ago 653MB
mysql 5.7 f07dfa83b528 6 days ago 448MB
tomcat latest feba8d001e3f 10 days ago 649MB
nginx latest ae2feff98a0c 12 days ago 133MB
centos latest 300e315adb2f 2 weeks ago 209MB
portainer/portainer latest 62771b0b9b09 5 months ago 79.1MB
elasticsearch 7.6.2 f29a1ee41030 9 months ago 791MB
