[系统运维]容器化工具--------Docker的数据管理和镜像的创建

管理Docker容器中数据主要有两种方式：数据卷和数据卷容器。

一、数据卷（容器和宿主机共享）

• 数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于Linux下对目录进行的 mount 操作。

宿主机中的目录/var/www挂载到容器中的/data1目录下
注意:宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。

docker run -v /var/www:/data1 --name web1 -it centos:7 /bin/bash	
ls
cd data1
echo "this is web1" > test.txt
exit
cd /var/www
cat test.txt

二、数据卷容器（容器之间共享）

• 如果需要在容器之间共享一些数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

创建一个数据卷容器

docker run -itd --name test1 -v /data1 -v /data2 centos:7 /bin/bash
docker ps -a
docker exec -it ace8d129518e bash
ls
echo "my is file 1" > data1/abc.txt
echo "my is file 2" > data2/abc.txt

exit
docker run -itd --name test2 --volumes-from test1 centos:7 /bin/bash
docker exec -it 2df879de009a bash
cat data1/abc.txt

三、容器互联（使用centos镜像）

• 容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。简单点说，就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道,接收容器可以看到源容器指定的信息。

创建并运行容器取名为web1

docker run -itd -P --name web1 centos:7 /bin/bash
docker run -itd -P --name web2 --link web1:web1 centos:7 /bin/bash
docker ps -a
docker exec -it web2 bash
ping web1

四、Docker镜像

1、镜像介绍

• Docker 镜像是一个特殊的文件系统
  • 提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件
  • 包含一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）
  • 镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

2、镜像创建的方法

• 基于已有镜像创建
• 基于本地模板创建
• 基于Dockerfile创建（企业中常用的）

3、基于已有镜像创建

（1）先启动的一个镜像，在容器里面修改

docker create -it centos:7 /bin/bash

（2）然后把修改后的容器提交为新的镜像，需要使用该容器的ID号创建新镜像。

docker commit -m "new centos7 image" -a  "luweihao" 68e20a14fdd3 centos7:lwh

docker images

常用选项：
-m：说明信息
-a：作者信息
-p：生成过程中停止容器的运行

4、基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件可以生成镜像，模板可以从OPENVZ开源项目进行下载

cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:luwei

5、基于Dockerfile创建（关键）

（1）联合文件系统Union

• 首先需要介绍一下联合文件系统Union，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。AUES、OberlayFS及 Devicemapper都是一种UnionFS。

• Union文件系统是docker镜像的基础。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。

• 我们下载的时候看到的一层层的就是联合文件系统。

（2）镜像加载的原理

• Docker镜像是由一层一层的文件系统组成的，这种层级文件系统就是UnionFS。
• bootfs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，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。

我们可以理解成一开始内核里什么都没有，操作一个命令下载debian，这时就会在内核上面加了一层基础镜像;再安装一个emacs，会在基础镜像上叠加一层image;接着再安装一个apache，又会在images上面再叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs。

为什么我们Docker里的centos的大小才200M左右？

• 因为对于精简的系统，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令就行、工具和程序库就可以了，因为底层直接用宿主机的内核，自己只需要提供rootfs就行了。Linux不同的发行版，但是bootfs基本都是一致的，rootfs会有所差别，因此不同的发行版可以公用bootfs

（3）Dockerfile简介

• Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

• 镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是 Dockerfile。

• Dockerfile是一个文本文件，其内包含了一条条的指令(Instruction)，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成image即可,省去了敲命令的麻烦。

• 除了手动生成Docker镜像之外，可以使用pockerfile自动生成镜像。Dockerfile是由多条的指令组成的文件，其中每条指令对应Linux中的一条命令，Docker程序将读取pockerfile 中的指令生成指定镜像。

（4）Docker镜像的分层

• 镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。
  • （1）Dockerfile中的每一个指令都会创建一个新的镜像层
  • （2）镜像层将被缓存和复用
  • （3）当Dockerfile 的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了，对应的镜像层缓存就会失效
  • （4）某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会失效
  • （5）镜像层是不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在下一层中删除它，则镜像中依然会包含该文件，只是这个文件在Docker容器中不可见了。

（5）Dockerfile镜像操作指令

• （1）FROM镜像
  • 指定新镜像所基于的基础镜像，第一条指令必须为FROM指令，每创建一个镜像就需要一条FROM指令

• （2）MAINTAINER 名字
  • 说明新镜像的维护人员信息

• （3）RUN命令
  • 在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中

• （4）ENTRYPOINT [“要运行的程序”，“参数1”，“参数2”]
  • 设定容器启动时第一个运行的命令以及其参数。
  • 可以通过使用命令docker run --entrypoint来覆盖景象中的ENTRYPOINT 指令的内容

• （5）CMD [“要运行的程序”，“参数1”，“参数2”]
  上面的格式是exec格式，也可以使用shell格式：CMD 命令 参数1 参数2
  • 启动容器时默认执行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令。如果指定多条命令，只执行最后一条命令。
  • 如果在docker run时指定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT，那么CMD就会被覆盖。
  • CMD可以为ENTRYPOINT指令提供参数

• （6）EXPOSE 端口号
  • 指定新镜像加载到Docker时要开启的端口

• （7）ENV环境变量 变量值
  • 设置一个环境变量值，会被后面的 RUN 使用

• （8）ADD源文件/目录 目标文件/目录
  • 将源文件复制到镜像中，源文件要与 Dockerfile位于相同目录中，或者是一个URL有如下注意事项:
  • 1、如果源路径是个文件，且目标路径是以/结尾，则docker会把目标路径当作一个目录，会把源文件拷贝到该目录下。如果目标路径不存在，则会自动创建目标路径。
  • 2、如果源路径是个文件，且目标路径是不是以/结尾，则docker会把目标路径当作一个文件。如果目标路径不存在，会以目标路径为名创建一个文件，内容同源文件; 如果目标文件是个存在的文件，会用源文件覆盖它，当然只是内容覆盖，文件名还是目标文件名。如果目标文件实际是个存在的目录，则会源文件拷贝到该目录下。注意，这种情况下，最好显示的以Ⅰ结尾，以避免混淆。
  • 3、如果源路径是个目录，且目标路径不存在，则docker会自动以目标路径创建一个目录，把源路径目录下的文件拷贝进来。如果目标路径是个已经存在的目录，则docker会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。
  • 4、如果源文件是个归档文件（压缩文件），则docker会自动帮解压。URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝，都不会自动解压。

• （9）COPY 源文件/目录目标文件/目录
  • 只复制本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile 在相同的目录中

• （10）VOLUME [“目录”]
  • 在容器中创建一个挂载点

• （11）USER 用户名/UID
  • 指定运行容器时的用户

• （12）WORKDIR 路径
  • 为后续的 RUN、CMD、ENTRYPOINT 指定工作目录

• （13）ONBULLD 命令
  • 指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令。
    当在一个Dockerfile文件中加上ONBUILD指令，该指令对利用该Dockerfile构建镜像（比如为A镜像〉不会产生实质性影响。但是当编写一个新的Dockerfile文件来基于A镜像构建一个镜像（比如为B镜像〉时，这时构造A镜像的Dockerfile文件中的ONBUIID指令就生效了，在构建B镜像的过程中，首先会执行ONBUILD指令指定的指令，然后才会执行其它指令。

• （14）HEALTHCHECK
  • 健康检查

在编写Dockerfile时，有严格的格式需要遵循：
1、第一行必须要使用FROM指令指定所基于的镜像名称
2、之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息
3、然后是镜像操作相关指令，如 RUN 指令。每运行一条指令，都会给基础镜像添加新的一层。
4、最后使用 CMD 指令指定启动容器时要运行的命令操作

创建一个简单的Dockerfile

mkdir apache
vim Dockerfile

FROM centos:7

MAINTAINER this is apache image <lwh,2021.7.27>

RUN yum install -y httpd

EXPOSE 80

ADD index.html /var/www/html/

ADD run.sh /run.sh

RUN chmod +x /run.sh

CMD ["/run.sh"]

echo "this is dockerfile web" > index.html
vim run.sh
#!/bin/bash

rm -rf /run/http/*

/usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND