Docker的镜像原理

今天来学习docker中镜像原理,以及相关的commit命令。

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的所有内容,包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

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。

平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G,为什么docker这里才200M??

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

为什么Docker镜像要采用这种分层结构呢

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。

镜像的特点

  • 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

  • 这一层通常被称作“容器层”,“容器层”之下的都叫“镜像层”。

镜像的提交

我们能不能提交自己的镜像呢? 然后根据自己的镜像生成相应的容器呢?

答案:当然是可以的撒,不然的话,docker将无法适应开发者多变的需要。

docker commit

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  命名空间/要创建的目标镜像名:[标签名]

案例演示

这里,我们来使用tomcat镜像来演示。

1.从Hub上下载tomcat镜像到本地并成功运行

docker pull tomcat

2.运行tomcat容器

docker run -it -p 8080:8080 tomcat

启动容器后面的参数,之前应该讲过了,这里再重复一遍

-it:以后台交互的方式启动容器。

-p:dockerPort:containerPort     docker的端口号映射到docker容器的端口号。(小写的p)

-P:docker会随机帮我们分配端口号 (大写的P)

解释:我们的docker是运行在宿主机上面的,而宿主机只能访问到docker的端口号,如果想要访问到docker内部容器的端口号,就需要映射。    



验证tomcat容器是否启动成功:

1.在虚拟机验证

2.在本机中验证

3.删除tomcat的文档说明文件

现在,我们故意删除tomcat的文档说明文件,然后提交生成新的镜像来说明问题。

怎么删除tomcat中是文档说明文件呢?

在window系统中,我们知道下载好的tomcat的目录下的webapp下有一个doc目录,就是文档说明文件。

在linux中,下载好的tomcat也有相关的文档说明文件,但是使用docker镜像生成的tomcat容器,怎么进入里面呢?

我们知道,docker镜像文件,就相当于一个微小型linux系统,因此进入里面的方法,就是相当于进入centos的交互方法一样。

docker exec -it tomcat容器id /bin/bash

在浏览器中输入:localhost:8888 , 然后点击Documentation

如果,没有出现404,刷新一下,因为有缓存。注意:以上都是一气呵成的,中途tomcat容器不能停止运行呀。

4.将已经删除文档的tomcat容器生成新的镜像

docker commit -a='liuzhuo' -m='del tomcat docs' tomcat容器的ID gakki/mytomcat:1.1

说明:

-a:  提交的作者
-m:  提交的信息

gakki/mytomcat:1.1         命名空间/新的镜像名:标签

命令空间:只是为了区分而已。

5.启动我们的新的镜像并与原来的镜像进行对比

启动gakki/mytomcat:1.1

启动原来的tomcat



以上就是演示,怎么提交新的镜像,根据新的镜像,启动新的容器的过程。


演示,使用-P(大写的P)


演示,使用 -d 后台运行tomcat容器


注意:

之前不是说,后台运行的容器,只是运行一下下就退出的嘛?怎么这里不是呢?

因为,tomcat后台启动后,会挂起,如果不是挂起的后台启动,都只是会启动一下就停止运行。


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