Docker镜像原理详解与镜像创建

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-07-04 15:41 19阅读 0赞

## **【1】Docker镜像是什么** ##

`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。这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”`。

**① UnionFS**

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。

**② 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_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_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。

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**③ 分层的镜像**

以我们的pull为例，在下载的过程中我们可以看到docker的镜像好像是在一层一层的在下载  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

如下图示能更好表明docker的分层镜像：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

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**④ 为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构**

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，那么宿主机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。而且镜像的每一层都可以被共享。

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## **【2】镜像Commit操作** ##

**常用命令如下：**

docker commit 提交容器副本使之成为一个新的镜像
    docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器ID 要创建的目标镜像名:[标签名]

**从Hub拉去Tomcat镜像并运行**

[root@localhost opt]# docker images
    REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
    tomcat              latest              dd7dc39599b6        17 hours ago        528.6 MB
    centos              latest              495a24dc98e8        3 weeks ago         237.1 MB
    hello-world         latest              9f5834b25059        13 months ago       1.84 kB
    
    #以守护进程启动容器
    [root@localhost opt]# docker run -d -p 8080:8080 tomcat
    8966bf8e5138319eac3e0ca343c21efefcd804aa1fce4eeea7e764a1b4cf817a

**查看当前运行的容器**

[root@localhost opt]# docker ps

![在这里插入图片描述][20200212154541661.png]  
**以交互方式运行Tomcat**

[root@localhost opt]# docker run -it -p 8080:8080 tomcat

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

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**故意删除上一步镜像生产tomcat容器webapps下的内容，然后再次访问**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
也即当前的tomcat运行实例是一个没有文档内容的容器，以它为模板commit一个没有doc的tomcat新镜像。

docker commit -m="del webapps" -a="jane" 239412282fea badtomcat:1.0

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
**以badtomcat为模板创建并启动一个新的容器**

docker run -it -p 8081:8080 badtomcat:1.0

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020021214341773.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0owODA2MjQ=,size_16,color_FFFFFF,t_70
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