Docker入门第八章
作者:互联网
Docker镜像讲解
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本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。
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,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),可以制作各种具体应用镜像。
特性:与此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Centos,Ubuntu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,只需要包含最基本的命令、工具和程序库就可以了,因为底层直接使用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公用bootfs。
分层理解
分层的镜像
我们可以去下载一个镜像,注意观察下载的日志输出,可以看到是一层一层的在下载!
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,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,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(这只是一个用于演示的很简单的例子)。
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,下图中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的咯有区别,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,这是因为最上层的文件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上可以用的存储引擎有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分层和CoW[1]
下图展示了与系统显示相同的三层镜像,所有镜像层堆叠并合并,对外提供统一的试图。
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,容器之下的都叫镜像层!
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