docker镜像原理解析和提交镜像

x33g5p2x  于2021-10-17 转载在 Docker  
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1.镜像含义

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、运行库、环境变量和配置文件等。
所有的应用,直接打包docker镜像,就可以直接跑起来

一般通过一些方式获取镜像

从远程仓库下载
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自己制作镜像 Dockerfile

docker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、轻量级并且高兴能的文件系统,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虚拟文件系统下(unite several directories into a single virtual filesystem)。Union文件件系统是docker镜像的基础。

下载镜像看到一层层的就是这个

镜像可以通过分层来继承,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,但从外部看来,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层的文件系统组成,这种层级的文件系统就是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。

这一层和我们典型的Linux/Unix 系统是一样的,包含boot加载器和内核。

当boot加载完成后整个内核都在内存中了,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

黑屏 ----bootfs–开机进入系统

rootfs(root file system) ,在bootfs 之上,包含的就是典型Linux系统的/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

容器就是一个小的虚拟机环境

对于一个精简的OS,rootfs可以很小,只需要包含基本的命令,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共、公有bootfs。

虚拟机是分钟级的,就是因为启动bootfs很慢
容器不需要启动bootfs,只需要提供rootfs即可,因此是秒级的。

所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层,并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,加入基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像,这就是新镜像的第一层;如果再该镜像中添加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

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。

下图一个例子,每个镜像包含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略有区别,主要目的是便于展示文件。

下图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,每种存储引起都基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术,并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封层COW[1]。

下图展示了与系统现实相同三层镜像。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,当容器启动时,一个新的可写层被加载到镜像的顶部

这一层就是我们所说的容器层,容器之下的都叫镜像层

下载tomcat镜像,已经存在的层不用下载

不管层是否存在,都会记录在元数据中。

2. 提交镜像

命令:
docker commit 提交容器成为新的版本或者副本
docker commit -m “提交的描述信息” -a “作者” 容器id 目标镜像名称:[tag]

启动tomcat,将webapp.dist下的文件复制到webapp中

提交镜像
[root@l4 ~]/# docker commit -m “add files in webapp” -a “lidaojing” 3aa06598f3be tomcat:1.1

启动容器进入,发现webapp下已有文件

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