镜像是什么

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的所有内容,包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

Docker镜像加载原理

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 virtual file system)。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。

Docker镜像加载原理

docker的镜像实际上由一层层的文件系统组成,这种层级的文件系统 Union FS。

boots( 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 boots。这一层与我们典型的 Linux/Uniⅸ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 boots转交给内核,此时系统也会卸载 boots。

rootfs( root file system),在 boots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

Docker镜像 - 图1
平时我们安装虚拟机时候的centos镜像文件都很大,为什么docker image centos很小 只有200m左右?

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bootfs。

分层加载

  1. docker pull
  2. docker inspect [imageName]:[tag]

可以看到下面这个layers

Docker镜像 - 图2

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 Linux16.04创建一个新的镜像,这就是新镜像的第一层;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;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)。

Docker镜像 - 图3

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。

Docker镜像 - 图4

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所说的容器层,容器之下的都叫镜像层。

Commit镜像

如何提交一个自己的镜像?

docker commit 
#提交容器成为一个新的副本
#和git类似
#如果你想要保存当前容器的状态,就可以通过commit来提交,获得一个镜像
#容器停止与否有没有影响?