Docker教程（三）：docker镜像讲解

亦凉 2023-02-19 15:29 33阅读 0赞

# 前言 #

本文根据狂神说视频资料整理。https://www.bilibili.com/video/BV1og4y1q7M4?from=search&seid=16447684728895719563

# Docker镜像讲解 #

## 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。

**如何到镜像：**

*  从远程仓库下载
 *  朋友拷贝
 *  自己制作有一个镜像

## Dcoker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 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。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTA4NTEwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、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 就行了。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。

## 分层理解 ##

> 分层镜像

当我们下载一个镜像时，我们可以观察到，是一层层的下载，而且有些已经重复的文件，不会再额外下载。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTA4NTEwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

思考：为什么Docker要分层下载呢？

"Layers": [
                    "sha256:13cb14c2acd34e45446a50af25cb05095a17624678dbafbcc9e26086547c1d74",
                    "sha256:e6b49c7dcaac7a2ec2acc379da5f5b1bcc6a5d3badd72814fe945296216557bd",
                    "sha256:cdaf0fb0082b74223a224c39c2d2ea886c32f53b7e1d5b872d5354aae0df56b8",
                    "sha256:72d3a7e6fe022824ee2f852ca132030e22c644fbaf8287f4ea8044268abe40b7",
                    "sha256:67c707dbd847d8310d3b988c3e3d9d9eb53387ede0de472e36a15abbcb6c719c",
                    "sha256:7b9c5be81844318508f57a5b0574822dabaaed3dc25ee35d960feec3a9e941c4"
                ]

所有的 Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或培加新的内容时，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）。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTA4NTEwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

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，而整体的大镜像包含了来自两个镜像层的6个文件。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTA4NTEwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

上图中的镜像层跟之前图中的略有区別，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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTA4NTEwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

这种情況下，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上可用的存储引撃有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，井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文件系统之上实现了分层和CoW \[1\]。

> 特点

Docker 镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层加载到镜像的顶部！

这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层！  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTA4NTEwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

## commit镜像 ##

docker commit 提交容器成为一个镜像
    docker commit -a="作者名" -m="提交的描述信息" 容器id 镜像名称[:tag]

**实战测试：**

#1、启动一个默认的tomcat
    
    #2、发现这个默认的tomcat是没有webapps应用的，镜像的原因。官方的镜像默认webapps下面是没有文件的！
    
    #3、我自己将webapp.dist下文件拷贝至webapps下
    
    #4、将我们操作过的容器通过commit提交为一个镜像！我们以后就可以使用我们修改过的镜像了，这就是我们自己的一个修改的镜像

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