Docker容器数据卷——bind mount数据卷、docker managed volume数据卷、convoy卷插件

1.什么是Dokcer容器数据卷？

数据卷是一个或多个容器中专门指定的目录，它能够绕过联合文件系统
卷被设计用作数据持久化、并且是独立于容器的生命周期的
docker是一个分层文件系统，性能比较差，生命周期和容器是相同的，容器删除，里面的内容就没有了
数据卷是mount到宿主机上的，这就绕开了分层的文件系统，和主机的磁盘性能是相同的，而且容器删除后，文件会依然保留，但这个仅限于本地磁盘，不能随容器去迁移
当我们在使用docker容器的时候，会产生一系列的数据文件，这些数据文件在我们关闭docker容器时是会消失的
docker官方提供两种卷：
bind mount，直接在宿主机的文件系统中但是容器可以访问；
docker managed volume磁盘上Docker管理的数据卷，因为没有名字想要找到不容易，Docker来管理这些文件
数据卷是在（如果没有网络文件系统等情况下）宿主机文件系统里面的，
第一种是在宿主机内的特定目录下，
第二种在docker管理的目录下/var/lib/docker/volumes/

2.数据卷特点

（1）数据卷可以在容器之间共享或重用数据
（2）数据卷中的更改可以直接生效
（3）数据卷中的更改不会包含在镜像的更新中
（4）数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止

3.bind mount数据卷演示

bind mount：将主机上的目录或文件直接mount到容器里
（1）挂载文件到容器

docker run -d --name web1 -p 80:80 -v /opt/website: /usr/share/nginx/html nginx	##容器里/usr/share/nginx/html是nginx 的默认发布目录
curl localhost	##当前无资源，出现403报错
docker exec web1 mount 	##在容器里执行mount命令，不进入容器中
				##可以看到/dev/mapper/rhel-root（根目录），挂接到容器的/usr/share/nginx/html上
vim /opt/website/index.html 	##编辑nginx 的默认发布主页
curl localhost	##可以访问到资源内容

（2）在容器内修改挂载内容

docker container attach web1 	##应用容器不能这样进，会卡住，这是因为ubuntu会给你一个交互式shell，nginx只是打开了nginx，并没有给你交互式的shell
docker history ubuntu:latest
docker history nginx:latest

docker start web1	##开启web1容器
docker exec -it web1 bash 	##以交互方式给它执行一个bash命令，bash表示在容器内执行操作，打开一个bash ,在容器中修改
curl localhost 	##数据已经更改，达到预期效果

注意：
在容器内更改的数据事实上是宿主机上的数据
这种方式，不存在的目录会自动建立（无论容器还是宿主机），但是会以宿主机为准，绑定挂接到容器后，容器中的对应目录如果有数据，就会被覆盖
（3）指定挂载时是只读挂载
bind mount方式挂载时默认权限是rw，现在指定在挂载时只读ro

docker run -it --name vm1 -v /opt/data1:/data1 -v /opt/data2:/data2:ro ubuntu 	##这些目录在宿主机和容器内都是没有的 ，data1读写挂载，data2只读挂载
cd data1/
touch file1		##可以建立文件
cd ../data2
touch file2 	##不可以建立

ctrl+p+q退出容器，在宿主机上的/opt/data2目录下建立file2

cd /opt/data2/
touch file2	##可以建立文件
docker attach vm1 	##可以看到file2

（4）挂载yum源

docker run -it --name vm2 -v /etc/yum.repos.d/dvd.repo:/etc/yum.repos.d/dvd.repo rhel7 bash 	
##挂载yum源，注意要给一个bash，不给bash看不到交互式界面
docker run -it --name vm2 -v /etc/yum.repos.d/dvd.repo:/etc/yum.repos.d/dvd.repo:ro rhel7 bash 
##也可以加上只读选项，让yum源不可更改

可以列出yum源，证明yum源可以使用

4.docker managed volume数据卷演示

bind mount方式必须指定宿主机文件系统路径，可移植性比较差
如果容器在A主机上crash掉，B主机上没有对应的路径，就无法进行移植，此时你还需要先去创建这个路径，移植起来不方便，但docker 管理卷不需要指定，docker会自动给这个容器创建
docker managed volume不需要指定宿主机文件系统路径，docker自动为容器创建，默认数据卷目录都在 /var/lib/docker/volumes
如果挂载时指向容器内已有的目录，原数据会被复制到volume中

（1）docker managed volume挂载文件

docker run -d --name web1 -p 80:80 -v /usr/share/nginx/html nginx	##只指定容器的文件路径，没有指定宿主机上面的文件路径
curl localhost 	##可以访问，因为宿主机上会自动创建一个目录与之对应

docker inspect web1	##查看web1容器信息，Source：数据卷目录

进入到数据卷目录，修改数据卷的内容后依然可以访问


（2）自己指定数据卷目录

docker run -d --name web2 -p 80:80 -v website2:/usr/share/nginx/html nginx	##指定数据卷目录/var/lib/docker/volumes/website2
curl localhost	
docker inspect web2

（3）删除容器及数据卷

docker rm -f web2 	##删除容器
docker volume ls	##查看卷，发现容器删除了，数据还在
docker volume prune 	##清理没有被使用的卷

（4）创建数据卷

docker volume create webdata

（5）删除容器恢复数据卷

docker run -d --name web2 -p 80:80 -v website2:/usr/share/nginx/html nginx

docker rm -f web2 	##删除容器
docker volume ls		##查看卷，容器删除了，数据还在
docker volume create webdata 	##创建一个数据卷
cp /var/lib/docker/volumes/website2/_data/* /var/lib/docker/volumes/webdata/_data/	##拷贝数据
docker run -d --name web2 -p 80:80 -v webdata:/usr/share/nginx/html nginx	##创建web2依然可以使用web1的数据
curl localhost 	##可以访问
echo www.westos.com > /var/lib/docker/volumes/webdata/_data/index.html	##更改默认发布页面后也可以访问

（5）多个容器挂载到同一个目录

docker run -d --name web3 -p 80:80 -v webdata:/usr/share/nginx/html nginx	##再新建一个web3容器，去掉端口映射，指定到web1容器删除前的卷目录里
docker inspect web3
curl localhost 	##可以访问

docker run -d --name web4 -p 80:80 -v webdata:/usr/share/nginx/html nginx	##再新建一个web4容器，去掉端口映射，指定到web1容器删除前的卷目录里
curl localhost 	##可以访问

注意：只要数据卷在，再次启动容器数据依然保留

5.Docker卷插件

5.1 卷插件简介

如果想实现跨主机的容器之间的数据共享就要使用卷插件
使用了卷插件才可以使用网络文件系统实现数据共享
docker卷默认使用的是local类型的驱动，只能存在于宿主机，跨主机的volume就需要第三方驱动。可以查看一链接
https://docs.docker.com/engine/extend/legacy_plugins/#volume-plugins
docker官方 link只提供了插件api，开发者可以根据实际需求定制插件驱动。
docker plugin是以web服务的方式运行在docker主机上，是独立的
Docker Plugin 是以Web Service的服务运行在每一台Docker Host上的,通过HTTP协议传输RPC风格的JSON数据完成通信
工作流程：
docker engine（daemon） -->volume plugin–>storage platform；
引擎调用插件，插件操作存储

Plugin的启动和停止,并不归Docker管理,Docker Daemon依靠在缺省路径下查找Unix Socket文件,自动发现可用的插件
当客户端与Daemon交互,使用插件创建数据卷时,Daemon会在后端找到插件对应的 socket 文件
建立连接并发起相应的API请求,最终结合Daemon自身的处理完成客户端的请求

5.2 convoy卷插件

convoy卷插件底层存储支持三种模式：
devicemapper、NFS、EBS（亚马逊的弹性化存储）
在所有docker节点提前挂载NFS存储

实验环境：准备两台虚拟机并安装好docker
server1:172.25.254.1
server2:172.25.254.2
实验：
（1）在server1和server2上部署配置nfs文件系统

yum install -y nfs-utils.x86_64	##安装nfs
systemctl start rpcbind		##启动rpcbind服务，不启动此服务的话是看不到共享资源的，RPC服务主要是在nfs共享时候负责通知客户端，服务器的nfs端口号的
vim /etc/exports	##编辑共享配置文件
/mnt/nfs   *(rw,no_root_squash) ##root在操作时是不切换身份，默认情况下会切换到nfs用户或nobody用户
mkdir /mnt/nfs		##建立共享目录
systemctl start nfs	##启动nfs
exportfs -rv	##导出一下，输出共享目录，使NFC配置文件生效

在server2上

mkdir /mnt/nfs	##建立共享目录
showmount -e 172.25.254.1	##客户端访问服务端,可以列出表示服务正常
mount 172.25.254.1:/mnt/nfs /mnt/nfs	##客户端挂载共享目录
df	##查看挂载

测试：

[root@server1 ~]# cd /mnt/nfs/
[root@server1 nfs]# touch file
[root@server1 nfs]# ls
file
[root@server2 ~]# cd /mnt/nfs/
[root@server2 nfs]# ls
file

可以看到新建的file1，说明nfs配置没有问题，nfs实现了数据共享
（2）配置convoy插件
先获取convoy软件包
docker官方只提供了卷插件的api，开发者可以根据实际需求定制卷插件驱动


server1和server2

tar zxf convoy.tar.gz	##解压convoy包
cd convoy	##进入convoy目录
cp convoy convoy-pdata_tools /usr/local/bin	##将二进制文件加入到PATH路径，方便操作
convoy daemon --drivers vfs --driver-opts vfs.path=/mnt/nfs &
##第一次运行上面的convoy daemon命令的时候，会在/mnt/nfs目录下生成一个config目录，这个目录不要删除，不然客户端的convoy命令就会用不了，config目录是客户端的一些配置

mkdir /etc/docker/plugins	##建立插件目录，docker程序默认会在这个目录下查找convoy套接字
cd /etc/docker/plugins
echo "unix:///var/run/convoy/convoy.sock" > convoy.spec	
##将convoy守护进程开启生成的.sock文件放入/etc/docker/plugins目录下的convoy.spec文件中，docker就可以识别。其中convoy.spec文件之前是不存在的，convoy.spec，必须以spec结尾，convoy是插件名

（3）创建卷

convoy create vol1 	##创建卷
convoy list 	##列出所有卷
docker run -it --name vm1 -v vol1:/data ubuntu 	##使用卷，运行容器，挂载到容器内的data目录
ls /mnt/nfs/vol1/ 	##退出容器可以看到创建的文件在本地
在server2 上也可以看到

注意：
由上可知server1和server2上看到的内容一致，即不同主机间实现了共享存储
这时即使容器crash掉了，数据已经保存在了本地，可以随时迁移容器
（4）恢复删除的容器中的数据
模拟：假设vm1容器挂掉了，在server2上去恢复这个容器
server2上恢复，不用新建convoy是因为我们是通过nfs同步的，一个节点的信息其它节点都可以看到

docker rm -f vm1 	##在server1中挂掉vm1
docker run -it --name vm1 -v vol1:/data ubuntu	##在server2上恢复

数据已经恢复

（5）清理卷

convoy delete vol1	##先删除所有占用存储的容器
convoy list		##server2上也自动清掉