容器化工具--------Docker的数据管理和镜像的创建

2021/7/27 23:07:05

本文主要是介绍容器化工具--------Docker的数据管理和镜像的创建,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

内容概要

    • 一、数据卷(容器和宿主机共享)
    • 二、数据卷容器(容器之间共享)
    • 三、容器互联(使用centos镜像)
    • 四、Docker镜像
        • 1、镜像介绍
        • 2、镜像创建的方法
        • 3、基于已有镜像创建
        • 4、基于本地模板创建
        • 5、基于Dockerfile创建(关键)
            • (1)联合文件系统Union
            • (2)镜像加载的原理
            • (3)Dockerfile简介
            • (4)Docker镜像的分层
            • (5)Dockerfile镜像操作指令
            • 创建一个简单的Dockerfile

管理Docker容器中数据主要有两种方式:数据卷和数据卷容器。

一、数据卷(容器和宿主机共享)

  • 数据卷是一个供容器使用的特殊目录,位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上,对数据卷的修改操作立刻可见,并且更新数据不会影响镜像,从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于Linux下对目录进行的 mount 操作。

宿主机中的目录/var/www挂载到容器中的/data1目录下
注意:宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在,Docker会自动创建相应的路径。

docker run -v /var/www:/data1 --name web1 -it centos:7 /bin/bash	
ls
cd data1
echo "this is web1" > test.txt
exit
cd /var/www
cat test.txt

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二、数据卷容器(容器之间共享)

  • 如果需要在容器之间共享一些数据,最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器,专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

创建一个数据卷容器

docker run -itd --name test1 -v /data1 -v /data2 centos:7 /bin/bash
docker ps -a
docker exec -it ace8d129518e bash
ls
echo "my is file 1" > data1/abc.txt
echo "my is file 2" > data2/abc.txt

exit
docker run -itd --name test2 --volumes-from test1 centos:7 /bin/bash
docker exec -it 2df879de009a bash
cat data1/abc.txt

在这里插入图片描述
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三、容器互联(使用centos镜像)

  • 容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。简单点说,就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道,接收容器可以看到源容器指定的信息。

创建并运行容器取名为web1

docker run -itd -P --name web1 centos:7 /bin/bash
docker run -itd -P --name web2 --link web1:web1 centos:7 /bin/bash
docker ps -a
docker exec -it web2 bash
ping web1

在这里插入图片描述

四、Docker镜像

1、镜像介绍

  • Docker 镜像是一个特殊的文件系统
    • 提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件
    • 包含一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)
    • 镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

2、镜像创建的方法

  • 基于已有镜像创建
  • 基于本地模板创建
  • 基于Dockerfile创建(企业中常用的)

3、基于已有镜像创建

(1)先启动的一个镜像,在容器里面修改

docker create -it centos:7 /bin/bash

在这里插入图片描述
(2)然后把修改后的容器提交为新的镜像,需要使用该容器的ID号创建新镜像。

docker commit -m "new centos7 image" -a  "luweihao" 68e20a14fdd3 centos7:lwh

docker images

常用选项:
-m:说明信息
-a:作者信息
-p:生成过程中停止容器的运行

在这里插入图片描述

4、基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件可以生成镜像,模板可以从OPENVZ开源项目进行下载

cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:luwei

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5、基于Dockerfile创建(关键)

(1)联合文件系统Union
  • 首先需要介绍一下联合文件系统Union,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。AUES、OberlayFS及 Devicemapper都是一种UnionFS。

  • Union文件系统是docker镜像的基础。镜像可以通过分层来继承,基于基础镜像(没有父镜像),可以制作各种应用镜像

  • 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。

  • 我们下载的时候看到的一层层的就是联合文件系统。

(2)镜像加载的原理
  • Docker镜像是由一层一层的文件系统组成的,这种层级文件系统就是UnionFS。
  • bootfs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,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。

在这里插入图片描述

我们可以理解成一开始内核里什么都没有,操作一个命令下载debian,这时就会在内核上面加了一层基础镜像;再安装一个emacs,会在基础镜像上叠加一层image;接着再安装一个apache,又会在images上面再叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。但是,此时的每一层rootfs都是read-only的,我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器,也就是将Docker镜像进行实例化,系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs。

为什么我们Docker里的centos的大小才200M左右?

  • 因为对于精简的系统,rootfs可以很小,只需要包含最基本的命令就行、工具和程序库就可以了,因为底层直接用宿主机的内核,自己只需要提供rootfs就行了。Linux不同的发行版,但是bootfs基本都是一致的,rootfs会有所差别,因此不同的发行版可以公用bootfs

(3)Dockerfile简介
  • Docker镜像是一个特殊的文件系统,除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

  • 镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本,用这个脚本来构建、定制镜像,那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是 Dockerfile。

  • Dockerfile是一个文本文件,其内包含了一条条的指令(Instruction),每一条指令构建一层,因此每一条指令的内容,就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile,当我们需要定制自己额外的需求时,只需在Dockerfile上添加或者修改指令,重新生成image即可,省去了敲命令的麻烦。

  • 除了手动生成Docker镜像之外,可以使用pockerfile自动生成镜像。Dockerfile是由多条的指令组成的文件,其中每条指令对应Linux中的一条命令,Docker程序将读取pockerfile 中的指令生成指定镜像。

(4)Docker镜像的分层
  • 镜像不是一个单一的文件,而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层,在运行容器里做的任何文件改动,都会写到这个读写层。如果删除了容器,也就删除了其最上面的读写层,文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。
    • (1)Dockerfile中的每一个指令都会创建一个新的镜像层
    • (2)镜像层将被缓存和复用
    • (3)当Dockerfile 的指令修改了,复制的文件变化了,或者构建镜像时指定的变量不同了,对应的镜像层缓存就会失效
    • (4)某一层的镜像缓存失效,它之后的镜像层缓存都会失效
    • (5)镜像层是不可变的,如果在某一层中添加一个文件,然后在下一层中删除它,则镜像中依然会包含该文件,只是这个文件在Docker容器中不可见了。

(5)Dockerfile镜像操作指令
  • (1)FROM镜像
    • 指定新镜像所基于的基础镜像,第一条指令必须为FROM指令,每创建一个镜像就需要一条FROM指令

  • (2)MAINTAINER 名字
    • 说明新镜像的维护人员信息

  • (3)RUN命令
    • 在所基于的镜像上执行命令,并提交到新的镜像中

  • (4)ENTRYPOINT [“要运行的程序”,“参数1”,“参数2”]
    • 设定容器启动时第一个运行的命令以及其参数。
    • 可以通过使用命令docker run --entrypoint来覆盖景象中的ENTRYPOINT 指令的内容

  • (5)CMD [“要运行的程序”,“参数1”,“参数2”]
    上面的格式是exec格式,也可以使用shell格式:CMD 命令 参数1 参数2
    • 启动容器时默认执行的命令或者脚本,Dockerfile只能有一条CMD命令。如果指定多条命令,只执行最后一条命令。
    • 如果在docker run时指定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT,那么CMD就会被覆盖。
    • CMD可以为ENTRYPOINT指令提供参数

  • (6)EXPOSE 端口号
    • 指定新镜像加载到Docker时要开启的端口

  • (7)ENV环境变量 变量值
    • 设置一个环境变量值,会被后面的 RUN 使用

  • (8)ADD源文件/目录 目标文件/目录
    • 将源文件复制到镜像中,源文件要与 Dockerfile位于相同目录中,或者是一个URL有如下注意事项:
    • 1、如果源路径是个文件,且目标路径是以/结尾,则docker会把目标路径当作一个目录,会把源文件拷贝到该目录下。如果目标路径不存在,则会自动创建目标路径。
    • 2、如果源路径是个文件,且目标路径是不是以/结尾,则docker会把目标路径当作一个文件。如果目标路径不存在,会以目标路径为名创建一个文件,内容同源文件; 如果目标文件是个存在的文件,会用源文件覆盖它,当然只是内容覆盖,文件名还是目标文件名。如果目标文件实际是个存在的目录,则会源文件拷贝到该目录下。注意,这种情况下,最好显示的以Ⅰ结尾,以避免混淆。
    • 3、如果源路径是个目录,且目标路径不存在,则docker会自动以目标路径创建一个目录,把源路径目录下的文件拷贝进来。如果目标路径是个已经存在的目录,则docker会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。
    • 4、如果源文件是个归档文件(压缩文件),则docker会自动帮解压。URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝,都不会自动解压。

  • (9)COPY 源文件/目录目标文件/目录
    • 只复制本地主机上的文件/目录复制到目标地点,源文件/目录要与Dockerfile 在相同的目录中

  • (10)VOLUME [“目录”]
    • 在容器中创建一个挂载点

  • (11)USER 用户名/UID
    • 指定运行容器时的用户

  • (12)WORKDIR 路径
    • 为后续的 RUN、CMD、ENTRYPOINT 指定工作目录

  • (13)ONBULLD 命令
    • 指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令。
      当在一个Dockerfile文件中加上ONBUILD指令,该指令对利用该Dockerfile构建镜像(比如为A镜像〉不会产生实质性影响。但是当编写一个新的Dockerfile文件来基于A镜像构建一个镜像(比如为B镜像〉时,这时构造A镜像的Dockerfile文件中的ONBUIID指令就生效了,在构建B镜像的过程中,首先会执行ONBUILD指令指定的指令,然后才会执行其它指令。

  • (14)HEALTHCHECK
    • 健康检查

在编写Dockerfile时,有严格的格式需要遵循:
1、第一行必须要使用FROM指令指定所基于的镜像名称
2、之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息
3、然后是镜像操作相关指令,如 RUN 指令。每运行一条指令,都会给基础镜像添加新的一层。
4、最后使用 CMD 指令指定启动容器时要运行的命令操作

创建一个简单的Dockerfile
mkdir apache
vim Dockerfile

FROM centos:7

MAINTAINER this is apache image <lwh,2021.7.27>

RUN yum install -y httpd

EXPOSE 80

ADD index.html /var/www/html/

ADD run.sh /run.sh

RUN chmod +x /run.sh

CMD ["/run.sh"]

echo "this is dockerfile web" > index.html
vim run.sh
#!/bin/bash

rm -rf /run/http/*

/usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND

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