Docker 学习之 Docker 镜像讲解

时间：2024-10-13 08:17:24

镜像是什么

镜像是一种轻量级、可执行的独立的软件包，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、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！

如何得到镜像：

  • 从远程仓库下载

  • 朋友拷贝给你

  • 自己制作一个镜像 DockerFile

Docker镜像加载原理

  • UnionsFS （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 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 UnionFS。

bootfs（boot file system）主要包含 bootloader 和 kernel，bootloader 主要是弓导加载 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。

平时我们安装在虚拟机上的Centos都是几个G，而Docker只有200M

    

  1. 

    

    [root@zhujixiang /]# docker images centos
    

    2. 

  2. 

    

    
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE

    

    3. 

  3. 

    

    centos              latest              470671670cac        4 months ago        237MB
    

    4.

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 Iinux 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。

分层理解

分层的镜像

    

  1. 

    

    [root@zhujixiang /]# docker pull redis
    

    2. 

  2. 

    

    
Using default tag: latest
    

    3. 

  3. 

    

    latest: Pulling from library/redis
    

    4. 

  4. 

    

    afb6ec6fdc1c: Already exists 
    

    5. 

  5. 

    

    
608641ee4c3f: Pull complete 
    

    6. 

  6. 

    

    
668ab9e1f4bc: Pull complete 
    

    7. 

  7. 

    

    
78a12698914e: Pull complete 
    

    8. 

  8. 

    

    d056855f4300: Pull complete 
    

    9. 

  9. 

    

    
618fdf7d0dec: Pull complete 
    

    10. 

  10. 

    

    Digest: sha256:ec277acf143340fa338f0b1a9b2f23632335d2096940d8e754474e21476eae32

    

    11. 

  11. 

    

    
Status: Downloaded newer image for redis:latest
    

    12. 

  12. 

    

    /library/redis:latest
    

    13.

Docker镜像采用分层结构的好处？

最大的好处，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。

查看镜像的方分层的方式可以通过 docker image inspect

    

  1. 

    

    [root@zhujixiang /]# docker image inspect redis:latest

    

    2. 

  2. 

    

    [
    

    3. 

  3. 

    

    	// ......
    

    4. 

  4. 

    

            "RootFS": {
    

    5. 

  5. 

    

                "Type": "layers",
    

    6. 

  6. 

    

                "Layers": [
    

    7. 

  7. 

    

                 "sha256:ffc9b21953f4cd7956cdf532a5db04ff0a2daa7475ad796f1bad58cfbaf77a07",
    

    8. 

  8. 

    

                 "sha256:d4e681f320297add0ede0554524eb9106d8c3eb3a43e6e99d79db6f76f020248",
    

    9. 

  9. 

    

                 "sha256:59bd5a888296b623ae5a9efc8f18285c8ac1a8662e5d3775a0d2d736c66ba825",
    

    10. 

  10. 

    

                 "sha256:c112794a20c5eda6a791cbec8700fb98eab30671a2248ac7e2059b475c46c45f",
    

    11. 

  11. 

    

                 "sha256:bf8b736583f08c02b92f8a75ac5ea181e4d74107876177caa80ddad8b6b57a72",
    

    12. 

  12. 

    

                  "sha256:6ef422d19214800243b28017d346c7ab9bfe63cb198a39312d1714394b232449"

    

    13. 

  13. 

    

                ]
    

    14. 

  14. 

    

            },
    

    15. 

  15. 

    

            "Metadata": {
    

    16. 

  16. 

    

                "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"

    

    17. 

  17. 

    

            }
    

    18. 

  18. 

    

        }
    

    19. 

  19. 

    

    ]
    

    20.

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。

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）。

再添加额外镜像层的同时，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）如下图，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。

上图中的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 6 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！

这一层通常就是我们说的容器层，容器之下的都叫镜像层

commit镜像

如何提交一个自己的镜像 ！

    

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    docker commit 提交一个容器成为一个新的副本
    

    2. 

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    3. 

  3. 

    

    docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名：[TAG]
    

    4.

测试：

    

  1. 

    

    # 1、启动一个默认的tomcat
    

    2. 

  2. 

    

     
    

    3. 

  3. 

    

    # 2、发现默认的 tomcat 是没有 webapps 应用   镜像的原因，官方的镜像默认 webapps 里面是没有东西的
    

    4. 

  4. 

    

     
    

    5. 

  5. 

    

    # 3、我自己拷贝了基本文件
    

    6. 

  6. 

    

     
    

    7. 

  7. 

    

    # 4、将操作过的容器通过 commit 提交为一个镜像！以后即可使用自己修改过的镜像
    

    8. 


如果想要保存当前容器状态，就可以通过 commit 来提交，获得一个镜像，类似于 VM 的快照

如果你能看到这里，那么恭喜你，你就可以说你的 Docker 已经入门了！

 PS：我只是一个刚刚开始学习 Docker 的小白，学习源自B站 遇见狂神说

 

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