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Docker镜像讲解

Docker镜像讲解

镜像是什么

镜像是一个轻量级、可执行的独立软件包,用于包装软件运行环境和基于运行环境开发的软件,包括代码、运行、库、环境变量和配置文件。

所有应用程序直接打包docker可直接部署操作的镜像。

如何获得镜像:

  • 从远程仓库下载
  • 从别人那里复制
  • 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)它是一种分层、轻量级、高性能的文件系统,支持文件系统的修改作为一层一层的铁架,同事可以在同一个虚拟文件系统中悬挂不同的目录(unite several directories into a single virtual filesystem)。Union文件系统是Docker镜像的基础。Union文件系统是Docker镜像的基础。镜像可以通过分层继承,镜像(无父镜像)可以制作各种具体的应用镜像。

特点:同时加载多个文件系统,但从表面上看,只能看到一个文件系统。联合加载将叠加各级文件系统,使最终文件系统包含所有底层文件和目录。

Docker镜像加载原理 

docker镜像实际上是由层层文件系统组成的,这个层次的文件系统UnionFS。

bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel,bootloader主要是引导加载kernel,Linux启动时会加载bootfs文件系统,在docker镜像的底层是bootfs。这一层和我们是典型的Linux/Unix系统是一样的,包括boot加载器和内核。当boot加载完成后,整个内核都在内存中。此时,内存的使用权已经由bootfs将其转移到内核系统也会卸载bootfs。

rootfs(root file system),在bootfs上面包含的是典型的Linux系统中的/dev,/proc,,/bin,/etc等标准目录和文件。rootfs是各种操作系统的发行版,如Ubuntu,centos等。

请添加图片描述

我们通常安装在虚拟机中centos都是好几个G,为什么docker这里才200多M?

对于精简OS,rootfs它可以很小,只需要包含最基本的命令、工具和程序,因为底层直接使用host的kernel,你只需要提供rootfs可以看出,对于不同的人来说,可以看出Linux发行版,bootfs基本一致,rootfs会有差别,因此不同的发行版可以公用bootfs。

分层理解

分层的镜像 

下载镜像时,可以发现镜像是一层一层下载。

为什么docker这种分层结构应该用于镜像?

最大的好处是资源共享。例如,多个镜像来自同一个镜像base当镜像构建时,宿主需要在磁盘上保留一个base镜像只需要在同事的内存中加载一个base镜像可以为所有容器服务,镜像的每一层都可以共享。

通过检查镜像分层,可以查看镜像分层docker image inspect命令。

[root@instance-suip20a5 ~]# docker image inspect redis:latest [     { 
                 "Id": "sha256:7614ae9453d1d87e740a2056257a6de7135c84037c367e1fffa92ae922784631",         "RepoTags": [             "redis:latest"         ],         "RepoDigests": [             "redis@sha256:db485f2e245b5b3329fdc7eff4eb00f913e09d8feb9ca720788059fdc2ed8339"         ],         "Parent": "",         "Comment": "",         "Created": "2021-12-21T12:42:49.755107412Z",         "Container": "13d25f53410417c5220c8dfe8bd49f06abdbcd69faa62a9b877de02464bb04a3",         "ContainerConfig": { 
                     "Hostname": "13d25f534104",             "Domainname": "",             "User": "",             "AttachStdin": false,             "AttachStdout": false,             "AttachStderr": false,             "ExposedPorts": { 
        
                "6379/tcp": { 
        }
            },
            "Tty": false,
            "OpenStdin": false,
            "StdinOnce": false,
            "Env": [
                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin",
                "GOSU_VERSION=1.12",
                "REDIS_VERSION=6.2.6",
                "REDIS_DOWNLOAD_URL=http://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz",
                "REDIS_DOWNLOAD_SHA=5b2b8b7a50111ef395bf1c1d5be11e6e167ac018125055daa8b5c2317ae131ab"
            ],
            "Cmd": [
                "/bin/sh",
                "-c",
                "#(nop) ",
                "CMD [\"redis-server\"]"
            ],
            "Image": "sha256:e093f59d716c95cfce82c676f099b960cc700432ab531388fcedf79932fc81ec",
            "Volumes": { 
        
                "/data": { 
        }
            },
            "WorkingDir": "/data",
            "Entrypoint": [
                "docker-entrypoint.sh"
            ],
            "OnBuild": null,
            "Labels": { 
        }
        },
        "DockerVersion": "20.10.7",
        "Author": "",
        "Config": { 
        
            "Hostname": "",
            "Domainname": "",
            "User": "",
            "AttachStdin": false,
            "AttachStdout": false,
            "AttachStderr": false,
            "ExposedPorts": { 
        
                "6379/tcp": { 
        }
            },
            "Tty": false,
            "OpenStdin": false,
            "StdinOnce": false,
            "Env": [
                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin",
                "GOSU_VERSION=1.12",
                "REDIS_VERSION=6.2.6",
                "REDIS_DOWNLOAD_URL=http://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz",
                "REDIS_DOWNLOAD_SHA=5b2b8b7a50111ef395bf1c1d5be11e6e167ac018125055daa8b5c2317ae131ab"
            ],
            "Cmd": [
                "redis-server"
            ],
            "Image": "sha256:e093f59d716c95cfce82c676f099b960cc700432ab531388fcedf79932fc81ec",
            "Volumes": { 
        
                "/data": { 
        }
            },
            "WorkingDir": "/data",
            "Entrypoint": [
                "docker-entrypoint.sh"
            ],
            "OnBuild": null,
            "Labels": null
        },
        "Architecture": "amd64",
        "Os": "linux",
        "Size": 112691373,
        "VirtualSize": 112691373,
        "GraphDriver": { 
        
            "Data": { 
        
                "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/159db15d1211902b6bd38587c46b876dcb1e74d0a3c55722ffc55e2e15533fef/diff:/var/lib/docker/overlay2/fdd75ee20a6814e5be6c1ecd24bad8d2eba1ccf2ddbe881682233d57542ccec7/diff:/var/lib/docker/overlay2/442fa54aa14ff7bdc90f31875fc8344b2209e8a0dd3af960f094574f496b9737/diff:/var/lib/docker/overlay2/52b533cd3c81de5185d601ed04a2b9209e610b5dd551cc34515b3dcbe2c3fb27/diff:/var/lib/docker/overlay2/98cdaf094a2c902e5d76ad3b92536bc969329be4f3834e719ab5e4bb2aba587f/diff",
                "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/b2815a74d5a68e0154494543185a0ef51172fe8b133d54c9891bce0d216aadfa/merged",
                "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/b2815a74d5a68e0154494543185a0ef51172fe8b133d54c9891bce0d216aadfa/diff",
                "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/b2815a74d5a68e0154494543185a0ef51172fe8b133d54c9891bce0d216aadfa/work"
            },
            "Name": "overlay2"
        },
        "RootFS": { 
        
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:2edcec3590a4ec7f40cf0743c15d78fb39d8326bc029073b41ef9727da6c851f",
                "sha256:9b24afeb7c2f21e50a686ead025823cd2c6e9730c013ca77ad5f115c079b57cb",
                "sha256:4b8e2801e0f956a4220c32e2c8b0a590e6f9bd2420ec65453685246b82766ea1",
                "sha256:529cdb636f61e95ab91a62a51526a84fd7314d6aab0d414040796150b4522372",
                "sha256:9975392591f2777d6bf4d9919ad1b2c9afa12f9a9b4d260f45025ec3cc9b18ed",
                "sha256:8e5669d8329116b8444b9bbb1663dda568ede12d3dbcce950199b582f6e94952"
            ]
        },
        "Metadata": { 
        
            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
        }
    }
]

理解:

所有的docker镜像都起始于一个基础镜像层,当进行修改或者新增内容时,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 Linux 16.04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,这样就会创建第三层镜像。

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。下图举了一个简单的例子,每个镜像层包含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个文件没这事因为最上层的文件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的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同一的文件系统。

Linux上可用的存储引擎有AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义,每种存储引擎都是基于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。

下图展示了与系统相同的三层镜像。所有的镜像堆叠并且合并,对外提供同一的视图。

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。

这一层就是我们通常说的容器层,容器层之下的都叫镜像层。

标签: d260s01传感器

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