Docker镜像

UnionFS联合文件系统

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

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（没有附镜像），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

Docker镜像加载原理

Docker的镜像实际上是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（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 file 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

虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker才200M？

• 对于一个精简的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Host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一个bootfs

分层理解

镜像分层？

1. 当我们去下载镜像的时候，观察日志，可以发现是一层一层下载的。
2. 通过命令查看镜像，也可以看到分层信息

   docker image inspect redis:latest

   

分层的目的
将一个镜像分成好几层，这就有利于将多个镜像重叠的部分只保留一份，去重存储以达到最小化存储

分层理解
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，就会在当前镜像之上，创建新的镜像层

例如：

1. 基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的一层
2. 如果在该镜像中添加Python包，就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层
3. 如果继续添加一个安全补丁，就会创建第三个镜像层

在添加额外的镜像层时，镜像始终保持当前所有镜像的组合

上图中镜像层跟之前图中的略有区别，主要目的是便于展示文件
下图展示了一个稍微复杂的三层镜像，在外部看起来镜像只有6个文件，这是因为最上层文件7是文件5的一个更新版本

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上课用的存储引擎有AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs以及ZFS

顾名思义，每种存储引擎都基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术，并且每种存储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

commit镜像

1. 你创建了一个容器，并执行了一些命令
2. 你想把此时的容器，保存成一个状态

就可以使用此命令，此命令将现在的容器打包成一个镜像

docker commit -m="描述信息" -a="作者" <容器 id> <目标镜像名>:<tag>
docker images #查看镜像是否生成成功

commit并不是提交到docker hub上，而是提交到你本地的docker service上，即本地使用

注：除了commit，还有一个方法，即Dockerfile