docker镜像

镜像原理

  • 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放的软件,它包含某个软件所需的所有内容,包括代码,运行时的库,环境变量和配置文件。
  • 所有的应用,直接打包docker镜像,就可以直接跑起来了
  • 如何得到镜像:
    • 从远程仓库中下载
    • 身边的人拷贝
    • 自己制作一个镜像DockerFile

Docker镜像加载原理

UnionFS(联合文件系统)

  • 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 filesystem)。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,但是从外面看起来,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,并且这时候系统也会卸载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。

精简的OS
平时我们安装进虚拟机的Centos都是很大的,几个G,而docker镜像的docker只有几百兆,原因是什么呢?

  • 对于一个精简的OS,rootfs可以很小,只需要包含基本的命令,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。
  • 所以虚拟机是分钟级别的,而容器是秒级的

分层理解

  • 我们去下载一个镜像,可以看见的一层一层的在下载

思考:为什么Docker镜像要采用这种分层的结果呢?
最大的好处,就是资源共享。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镜像服务了,而且镜像的每一层都可以被共享。
查看镜像的分层方式可以通过docker images inspect 镜像名:版本号
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,就会在当前镜像层之上,创建新的镜像层。

  • 比如:基于Ubantu Linux 16.04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。

  • 该镜像当前包含三个镜像层,如下图所示

  • 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。下图中有一个简单的例子,每个镜像层包含三个文件,而镜像包含了来自两个镜像层的六个文件。

  • 上图中的镜像层与之前图中的略有区别,主要目的是便于展示文件。

  • 下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像,在外部看来整个镜像只有六个文件,这是因为最上层中的文件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Linux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文件系统之上实现分层和COW。

  • 下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像堆叠并合并,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,容器层之下的都叫做镜像层!如下图:

创建自己的镜像

commit镜像

# 基础命令模板
docker commit 提交容器成为一个新的副本

# 命令说明
docker commit -m="提交描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]

# 命令举例
docker commit -a="YMWH" -m="add webapps app" e33beb09347b tomcat02:1.0
  • 效果图

学习资料来源:

https://www.bilibili.com/video/BV1og4y1q7M4?p=19

posted @ 2022-01-16 23:20  影梦无痕  阅读(190)  评论(0)    收藏  举报