Docker数据管理（持久化存储）

1 存储资源类型

使用 Docker 过程中，需要查看容器内应用产生的数据或者备份容器内数据，以及多个容器之间进行数据共享，这就会涉及到容器的数据管理（数据持久化）：

• Data Volume（数据卷）& Data Volume Dontainers（数据卷容器）
• mount（挂载）& bind（绑定）

将容器中的文件存储在宿主机的文件系统上，即使容器停止甚至销毁，文件仍会保留。如果在Linux上运行Docker，可以使用 tmpfs 挂载。

2 volume、bind 和 tmpfs 三者异同

2.1 相同之处

无论使用哪种类型，数据在容器内没有任何区别，依然被视为容器文件系统中的目录或文件。

2.2 不同之处

• 卷（volume）存储路径在 Docker 管理的主机文件系统中（在Linux上路径是：/var/lib/docker/volumes/）。非Docker进程不应该修改这部分文件系统。卷是在Docker中保留数据的最佳方式。
• 绑定 & 挂载（bind & mount） 就是把主机的本地目录挂载到容器中某个挂载点。可以存储在主机系统的任何位置。它们甚至可能是重要的系统文件或目录。Docker主机或Docker容器上的非Docker进程可以随时修改它们。
• tmpfs挂载（tmpfs mount）存储在主机系统的内存中，而不会写入主机系统的文件系统。

3 数据卷（Data Volume）

3.1 数据卷（Data Volume）特点

Data Volume 是目录或文件，并非是没有格式化的磁盘（块设备）；
容器可以读写 volume 中的数据；
volume 数据可以被永久的保存，即使使用它的容器已经销毁。

3.2 数据卷（Data Volume）使用

参数-v

docker run -v 容器目录
docker run -v 宿主机目录:容器目录

3.2.1 方式一（挂载到宿主机默认路径）

[root@johnnyg03 ~]# docker run -it -v /data/ busybox:latest /bin/sh
/ # ls
bin   data  dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ # cd /data/
/data # ls		//空的data目录
//添加三个文件
/data # touch 1.txt
/data # touch 2.txt
/data # touch 3.txt
/data # ls
1.txt  2.txt  3.txt

//退出容器
/data # exit
//在宿主机默认保存路径上查看“/var/lib/docker/volumes/”
[root@johnnyg03 ~]# ll /var/lib/docker/volumes/
total 28
drwx-----x 3 root root   4096 Aug 11 10:27 78d46bbc3aefb43bd5b31815e0ca22c644dec1221cca254ceba87349c9e275d6
brw------- 1 root root 253, 1 Aug 10 12:23 backingFsBlockDev
-rw------- 1 root root  32768 Aug 11 10:27 metadata.db
[root@johnnyg03 ~]# ll /var/lib/docker/volumes/78d46bbc3aefb43bd5b31815e0ca22c644dec1221cca254ceba87349c9e275d6/
total 4
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Aug 11 10:28 _data
[root@johnnyg03 ~]# ll /var/lib/docker/volumes/78d46bbc3aefb43bd5b31815e0ca22c644dec1221cca254ceba87349c9e275d6/_data/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 10:27 1.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 10:27 2.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 10:28 3.txt
//可以看到在容器/data目录创建的三个文件实现数据持久化

3.2.2 方式二（指定宿主机挂载点）

[root@johnnyg03 ~]# mkdir /data/b1
[root@johnnyg03 ~]# docker run -it -v /data/b1/:/data --name b1 busybox:latest /bin/sh
/ # cd /data/
/data # ls		//空的data目录
//添加三个文件
/data # touch b1-1.txt
/data # touch b1-2.txt
/data # touch b1-3.txt
/data # ls
b1-1.txt  b1-2.txt  b1-3.txt

//退出容器
/data # exit
//在宿主机查看所指定挂载目录“/data/b1”
[root@johnnyg03 ~]# ls /data/b1/
b1-1.txt  b1-2.txt  b1-3.txt
//可以看到在容器/data目录创建的三个文件实现数据持久化

4 数据卷容器（Data Volume Dontainers）

4.1 数据卷容器（Data Volume Dontainers）特点

如果用户需要在容器之间共享一些持续更新的数据，最简单的方法就是使用数据卷容器，其实数据卷容器就是一个普通的容器，只不过是专门提供其他容器挂载使用。

4.2 数据卷容器（Data Volume Dontainers）使用

参数--volumes-from

docker run --volumes-from 数据卷容器名
docker run --volumes-from 其它挂载了数据卷容器的容器名

4.2.1 方式一（绑定数据卷容器）

[root@johnnyg03 ~]# docker run -it --volumes-from dv_db --name b2 busybox:latest /bin/sh
/ # cd /data/
/data # touch b2_1.txt
/data # touch b2_2.txt
/data # touch b2_3.txt
/data # ls
b2_1.txt  b2_2.txt  b2_3.txt
/data # exit
[root@johnnyg03 ~]# ll /data/data-volumn-db/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:04 b2_1.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:04 b2_2.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:04 b2_3.txt

4.2.2 方式二（绑定其它绑定了数据卷容器的容器）

[root@johnnyg03 ~]# docker run -it --volumes-from b2 --name b3 busybox:latest /bin/sh
/ # cd /data/
/data # touch b3_1.txt
/data # touch b3_2.txt
/data # touch b3_3.txt
/data # ls
b2_1.txt  b2_2.txt  b2_3.txt  b3_1.txt  b3_2.txt  b3_3.txt
/data # exit
[root@johnnyg03 ~]# ll /data/data-volumn-db/
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:04 b2_1.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:04 b2_2.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:04 b2_3.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:11 b3_1.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:11 b3_2.txt
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 11 11:11 b3_3.txt

5 备份、 恢复和迁移数据卷

5.1 步骤一

首先先创建对应的数据卷容器，并在数据卷容器内放置一定测试文件（此步骤在上面已完成）
【数据卷容器名——dv_db】
【数据卷容器对应数据存放目录（宿主机）——/data/data-volumn-db/】

5.2 步骤二

其次创建一个新的容器，此处容器名为dv_db_backup，使用命令--volumes-from将容器dv_db_backup与容器dv_db进行绑定，将当前容器dv_db_backup的/backup目录挂载到宿主机的当前目录pwd【此处表示为宿主机的root家目录】，然后将数据卷容器dv_db中的数据卷（即数据卷容器dv_db的/data目录下的数据内容）打包到当前容器dv_db_backup的/backup目录下并命名为backup.tar。
此时，由于使用了命令--volumes-from将容器dv_db_backup与容器dv_db绑定在一起，因此，会将容器dv_db的/data目录下的内容传送至容器dv_db_backup的/data目录下。然后在容器dv_db_backup上执行命令tar cvf /backup/backup.tar /data表示将当前容器的/data目录下的数据内容包括/data目录本身一起打包放到当前容器的/backup目录下并将此打包文件命名为backup.tar。

//创建容器`dv_db_backup`并实施上述操作（自行一一对应）
[root@johnnyg03 ~]# docker run --name dv_db_backup --volumes-from dv_db -v `pwd`:/backup busybox:latest tar cvf /backup/backup.tar /data
data/
data/b2_1.txt
data/b3_2.txt
data/b2_2.txt
data/b3_3.txt
data/b2_3.txt
data/b3_1.txt
tar: removing leading '/' from member names

//查看宿主机的当前目录（上述`pwd`命令执行结果为root家目录）
[root@johnnyg03 ~]# ll
total 2880
-rw-r--r-- 1 root root    4608 Aug 11 11:34 backup.tar
//可以清晰看到root家目录下已存在backup.tar打包文件（通过挂载实现数据持久化所得）

5.3 步骤三

步骤二末尾可以看到数据已打包成功，此时可以实现恢复。此处通过创建一个新的容器，实现数据迁移测试。

先在03设备将打包文件传送到02设备的root家目录中

[root@johnnyg03 ~]# scp backup.tar 10.0.2.11:~

//查看家目录
[root@johnnyg02 ~]# ll
total 599792
-rw-r--r-- 1 root root      4608 Aug 11 13:57 backup.tar

接下来在02设备上创建一个新的容器，此处容器名为b4，将当前容器b4的/data目录挂载到宿主机本地目录/data/b4/

[root@johnnyg02 ~]# docker run -it --name b4 -v /data/b4/:/data busybox:latest /bin/sh
/ # ls
bin   data  dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ # ls /data/
//可以看到，此时/data目录下为空，没有任何数据内容

紧接着在02设备上再次创建一个新的容器，此处容器名为dv_db_backup_load，通过--volumes-from命令向容器b4绑定，然后将当前容器dv_db_backup_load的/backup目录挂载到宿主机的当前目录pwd【此处表示为宿主机的root家目录】，解包到当前容器dv_db_backup_load的根目录下（tar命令没有指定解包放置处会默认解包至当前目录，当前目录是容器dv_db_backup_load的根目录，由于backup.tar包中包含/data目录本身，因此会覆盖根目录下原有的/data目录，并将包内文件放置到此目录下）。
此时，由于使用了命令--volumes-from将容器dv_db_backup_load与容器b4绑定在一起，因此，会将容器dv_db_backup_load的/data目录下的内容传送至容器b4的/data目录下。

[root@johnnyg03 ~]# docker run --name dv_db_backup_load --volumes-from b4 -v `pwd`:/backup busybox:latest tar xvf /backup/backup.tar
data/
data/b2_1.txt
data/b3_2.txt
data/b2_2.txt
data/b3_3.txt
data/b2_3.txt
data/b3_1.txt

此时再次查看容器b4的/data目录

/ # ls /data/
b2_1.txt  b2_2.txt  b2_3.txt  b3_1.txt  b3_2.txt  b3_3.txt
//可以清晰看到数据已全部迁移成功且没有丢失

5.4 解释（方便理解）

dv_db

[root@johnnyg03 ~]# docker run -it -v /data/data-volumn-db/:/data --name dv_db busybox:latest /bin/sh 
/ # ls
bin   data  dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ # ls data/
b2_1.txt  b2_2.txt  b2_3.txt  b3_1.txt  b3_2.txt  b3_3.txt

dv_db_backup

[root@johnnyg03 ~]# docker run -it --name dv_db_backup --volumes-from dv_db -v `pwd`:/backup busybox:latest /bin/sh
/ # ls
backup  bin     data    dev     etc     home    proc    root    sys     tmp     usr     var
/ # ls /backup/		//还没有打包，所以backup.tar文件
docker-busybox-test1.tar.gz  docker-busybox-test2.tar.gz
/ # ls /data/		//绑定“dv_db”后传送过来的数据
b2_1.txt  b2_2.txt  b2_3.txt  b3_1.txt  b3_2.txt  b3_3.txt
/ # tar cvf /backup/backup.tar /data/		//打包
tar: removing leading '/' from member names
data/
data/b2_1.txt
data/b3_2.txt
data/b2_2.txt
data/b3_3.txt
data/b2_3.txt
data/b3_1.txt
/ # ls /backup/		//再次查看此目录，backup.tar文件已存在
backup.tar                   docker-busybox-test1.tar.gz  docker-busybox-test2.tar.gz

b4

[root@johnnyg02 ~]# docker run -it --name b4 -v /data/b4/:/data busybox:latest /bin/sh
/ # ls
bin   data  dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ # ls /data/		//还没有进行后续操作，此时此目录为空

dv_db_backup_load

[root@johnnyg02 ~]# docker run -it --name dv_db_backup_load --volumes-from b4 -v `pwd`:/backup busybox:latest /bin/sh
/ # ls
backup  bin     data    dev     etc     home    proc    root    sys     tmp     usr     var
/ # ls /backup/		//挂载了本地当前目录（宿主机root家目录）后传送过来的数据
backup.tar                           harbor-offline-installer-v2.4.1.tgz
docker-busybox-test2.tar.gz          test
/ # ls /data/		//没有解包，此时此目录为空
/ # tar xvf /backup/backup.tar 		//解包到当前目录
data/
data/b2_1.txt
data/b3_2.txt
data/b2_2.txt
data/b3_3.txt
data/b2_3.txt
data/b3_1.txt
/ # ls /data/		//解包后，文件已存在
b2_1.txt  b2_2.txt  b2_3.txt  b3_1.txt  b3_2.txt  b3_3.txt

b4

/ # ls /data/		//绑定“dv_db_backup_load”后传送过来的数据
b2_1.txt  b2_2.txt  b2_3.txt  b3_1.txt  b3_2.txt  b3_3.txt