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。
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。
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"sha256:9975392591f2777d6bf4d9919ad1b2c9afa12f9a9b4d260f45025ec3cc9b18ed",
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"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。