走入docker----基础知识详解(2)(对镜像的理解)

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-06-13 08:47 34阅读 0赞

了解linux必然知道，linux操作系统由内核空间和用户空间组成(rootfs bootfs)  
内核空间是kernel，linux刚启动的时候会加载bootfs文件系统，之后bootfs会被卸载掉  
用户空间的文件系统是rootfs，包括我们熟悉的/dev，/proc，/bin等  
对于base镜像来说，底层直接用host的kernel，自己只需要提供rootfs就行了  
而对于一个精简模板的os，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令，工具和程序就可以了。  
base镜像提供的最小安装的linux发行版本，支持运行多种linux os不同的linux发行版的区别主要就是rootfs，比如ubuntu使用upstat管理服务apt管理软件包，而centos7使用systemd和yum这些都是用户空间上的区别linux kernel 差别不大。  
需要注意的是：容器的内核版本和宿主机的版本是一致的  
所有容器都共用host的kernel,在容器中没办法对kernel升级，如果容器对kernel有要求(比如某个应用只能在某个kernel版本下运行)，则不建议用容器，这种场景虚拟机更适合

## 一、镜像的分层结构 ##

docker支持通过扩展现有镜像，创建新的镜像  
实际上，docker hub 中99%的镜像都是通过base镜像中安装和配置需要的软件构建出来的  
新的镜像是从base镜像一层一层叠加生成的，每安装一个软件，就在现有的基础增加一层

### 1.1 为什么docker镜像要采用这种分层结构？ ###

这样的最大的一个好处就是：共享资源  
比如：有多个镜像都从相同的base镜像构建而来，那么docker host只需在磁盘上保存一份base镜像：同时内存中也只需加载一份base镜像，就可以为所有容器服务了，而其镜像的每一层都可以被共享。  
那么，如果多个容器共享一份基础镜像，当某个容器修改了基础镜像的内容，比如/etc下的文件，这时其他容器的/etc不会被修改。因为修改会被限制在单个容器内，这就是容器copy-on-write特性

### 1.2 可写的容器层 ###

> 当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部  
> 这一层通常被叫做“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”  
> 所有对容器的改动，无论添加，删除，还是修改文件都只会发生在容器层，只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的

> 镜像层数量可能会很多，所有镜像层会联合在一起组成一个统一的文件系统，如果不同层中有一个相同路径的文件，比如/a,上层的/a会覆盖下层的/a，也就是说用户只能访问到山层中的文件/a,在容器层中，用户看到的是一个叠加之后的文件系统  
> 1.添加文件，在容器中创建文件时，新文件被添加到容器层中  
> 2.读取文件，在容器中读取某个文件时，docker会从上往下依次在各个镜像层中查找到此文件，一旦找到，打开并读入内存  
> 3.修改文件，在容器中修改已经存在的文件时，docker会从上往下依次在各个镜像层中查找到此文件，一旦找到，立即将其复制到容器层，然后修改  
> 4.删除文件，在容器中删除文件时，docker也是从上往下依次在镜像层中查找此文件，找到后，会在容器层中记录下此删除操作

只有当修改的时候才复制一份数据，这种特性被称作copy-on-write，可见，容器层保存的是镜像变化的部分，不会对镜像本身进行任何修改  
这样就解释了我们前面提出的问题：容器层记录对镜像的修改，所有镜像层都是只读的，不会被容器修改，所以镜像可以被多个容器共享