Docker之dockerfile镜像创建
文章目录
- 一. Dockerfile概念
- 二. Docker镜像创建
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- 2.1 基于现有镜像创建
- 2.2 基于本地模板创建
- 2.3 基于dockerfile创建
- 三. Dockerfile操作指令
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- 3.1 ENTRYPOINT指令
- 3.2 CMD 与entrypoint
- 3.3 ADD和copy区别
- 四. 镜像分层原理
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- 4.1 docker镜像分层（基于AUFS构建）
- 4.2 涉及技术
引言：Dockerfile 是用来构建 Docker 镜像的构建文件, 是由一系列的命令和参数构成的脚本
通过指令的方式构建镜像
一. Dockerfile概念
- dockerfile是自定义镜像的一套规则
- dockerfie由多条指令构成，Dockerfile中的每一条指令都会对应于Docker镜像中的每一层
dockerfile的原理就是镜像分层。 - Dockerfile中的每个指令都会创建一个新的镜像层（是一个临时的容器，执行完后将不再存在，再往后进行重新的创建与操作）。
- 镜像层将被缓存和复用（后续的镜像层将基于前面的一层，每一层都会有下面几层的缓存）
- 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（后续操作必然更改前面的镜像层），那么对应的镜像层缓存就会失效（自动销毁）。
- 某一层的镜像缓存失效之后，它之后的镜像层缓存都会失效（第一层不成功，那么第二层也不成功，相当于地基）。
- 容器的修改并不会影响镜像，如果在某一层中添加一个文件，在下一层中删除它，镜像中依然会包含该文件。
二. Docker镜像创建
创建镜像有三种方法：
- 基于已有镜像创建
- 基于本地模板创建
- 基于Dockerfile创建（重点）
2.1 基于现有镜像创建
首先启动一个镜像，在容器里做修改
[root@docker ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
nginx latest 87a94228f133 28 hours ago 133MB
centos 7 eeb6ee3f44bd 3 weeks ago 204MB
[root@docker ~]# docker create -it --name test1 centos:7 bash
ae03a782eb8fed80190bfee1c5e459c1e82e1406a55627553e93edc943645217
[root@docker ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
ae03a782eb8f centos:7 "bash" 2 seconds ago Created test1
将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
[root@docker ~]# docker commit -m "new" -a "centos" test1 centos:test1
##commit 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
sha256:3e6e91b628effd49a7fa8fea422057cb392c76e852b2d60f9d7287bfa172ff88
[root@docker ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos test1 3e6e91b628ef 10 seconds ago 204MB
nginx latest 87a94228f133 28 hours ago 133MB
centos 7 eeb6ee3f44bd 3 weeks ago 204MB
2.2 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开源项目下载，下载地址为:
https://wiki.openvz.org/Download/template/precrated
#下载debian压缩包
wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
[root@docker ~]# cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:test
sha256:f7fd702b88cc14fbcc011dc0883edbf45dca3de99b0aef3fc8d184544c07fb5b
[root@docker ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
debian test f7fd702b88cc 36 seconds ago 215MB
centos test1 3e6e91b628ef About an hour ago 204MB
nginx latest 87a94228f133 29 hours ago 133MB
centos 7 eeb6ee3f44bd 3 weeks ago 204MB
URL 下载方式：
- 方法一：wget 下载路径 -O 保存路径
- 方法二：curl -L 下载路径 -o 保存路径
载入选项：
通过 docker save 导出的镜像，使用 docker load 导入 docker
通过 docker export 导出的容器，使用 docker import 导入 docker
2.3 基于dockerfile创建
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dockerfile是由一组指令组成的文件
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dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，一条指令可以用&&方式，去写多条指令。
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dockerfile支持以“#”为开头的注释
dockerfile结构 -
基础镜像信息（Linux发行版：centos ubantu suse debian alpine redhat)
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维护者信息(docker search可查看)
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镜像操作指令（tar yum make)
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容器启动时执行指令(cmd[“/root/run.sh”] 、entrypoint都是系统启动时，第一个加载的程序/脚本/命令)
构建镜像命令
在编写Dockerfile时，有严格的格式需要遵循: -
第一行必须使用FROM指令指明所基于的镜像名称;
-
之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息;
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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。
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最后使用CMD指令指定启动容器时要运行的命令操作。
示例：
docker build -t nginx:test .
#基于dockerfile文件构建镜像命令
完整的写法： docker build -f dockerfile -t nginx:new .
docker build : 基于dockerfile 构建镜像
-f ：指定dockerfile 文件（默认不写的话指的是当前目录）
-t ：(tag) 打标签 ——》nginx:new
. ：专业说法：指的是构建镜像时的上下文环境，简单理解：指的当前目录环境中的文件
三. Dockerfile操作指令
| 指令 | 含义 |
|---|---|
| FROM [镜像] | 指定新镜像所基于的镜像，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，例如centos:7。from有两层含义：①开启一个新的镜像②必须写的一行指令 |
| MAINTAINER [名字] | 说明新镜像的维护人信息（可写可不写） |
| RUN命令 | 每一条RUN后面跟一条命令，在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中，RUN必须大写 |
| CMD [“要运行的程序”，“参数1”、“参数2”] | 指定启动容器时需要运行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令，如果指定多条则只能执行最后一条，“bin/bash”也是一条CMD,并且会覆盖image镜像里面的cmd。 |
| EXPOSE [端口号] | 指定新镜像加载到Docker时要开启的端口暴露端口，就是这个容器暴露出去的端口号。 |
| ENV [环境变量] [变量值] | 设置一个环境变量的值，会被后面的RUN使用。容器可以根据自己的需求创建时传入环境变量，镜像不可以。 |
| ADD [源文件/目录] [目标文件/目录] | ①将源文件复制到目标文件，源文件要与Dockerfile位于相同目录中，②或者是一个URL，③若源文件是压缩包则会将其解压缩 |
| COPY [源文件/目录] [目标文件/目录] | 将本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile在相同的目录中，copy只能用于复制，add复制的同时，如果复制的对象是压缩包，ADD还可以解压，copy比add节省资源 |
| VOLUME [“目录”] | 在容器中创建一个挂载点，简单来说就是-v，指定镜像的目录挂载到宿主机上。 |
| USER [用户名/UID] | 指定运行容器时的用户 |
| WORKDIR [路径] | 为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目录，相当于是一个临时的"CD"，否则需要使用绝对路径，例如workdir /opt。移动到opt目录，并在这下面的指令都是在opt下执行。 |
| ONBUILD [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（是一种优化） |
| HEALTHCHECK | 健康检查 |
3.1 ENTRYPOINT指令
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及其参数 可以通过使用命令docker run --entrypoint 来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容。
两种格式：
exec格式（数值格式）：ENTRYPOINT [“命令”，“选项”，“参数”]
shell格式：ENTRYPOINT 命令 选项 参数
3.2 CMD 与entrypoint
都是容器启动时要加载的命令
exec 模式 与shell模式
exec： 容器加载时使用的启动的第一个任务进程
shell： 容器加载时使用的第一个bash（/bin/bash /bin/sh /bin/init）
自检完成后，加载第一个pid = 1 进程
shell 翻译官/解释器，解析
echo $PATH
3.3 ADD和copy区别
Dockerfile中的COPY指令和ADD指令都可以将主机上的资源复制或加入到容器镜像中，都是在构建镜像的过程中完成的
- copy只能用于复制（节省资源）
- ADD复制的同时，如果复制的对象是压缩包，ADD还可以解压（消耗资源）
- COPY指令和ADD指令的唯一区别在于是否支持从远程URL获取资源。COPY指令只能从执行docker build所在的主机上读取资源并复制到镜像中。而ADD指令还支持通过URL从远程服务器读取资源并复制到镜像中
满足同等功能的情况下，推荐使用COPY指令。ADD指令更擅长读取本地tar文件并解压缩。
小结：
例：区别shell 模式和exec 模式
/bin/sh -c nginx #shell 模式
nginx # exec模式
exec 和shell 之间的区别
exec 不可用输出环境变量
shell 模式可以输出环境变量
cmd 是容器环境启动时默认加载的命令
entrypoint 是容器环境启动时第一个加载的命令程序/脚本程序 init
如果 ENTRYPOINT 使用了 shell 模式，CMD 指令会被忽略。
如果 ENTRYPOINT 使用了 exec 模式，CMD 指定的内容被追加为 ENTRYPOINT 指定命令的参数。
如果 ENTRYPOINT 使用了 exec 模式，CMD 也应该使用 exec 模式。
四. 镜像分层原理
4.1 docker镜像分层（基于AUFS构建）
- docker镜像位于bootfs之上
- 每一层镜像的下一层成为父镜像
- 第一层镜像成为base image(操作系统环境镜像)
- 容器层（可读可写，为了给用户操作），在最顶层
- 容器层以下都是readonly
LXC是一种内核中的容器技术，早期docker在没有将资源容器化的功能时，就是靠内核中LXC来完成容器虚拟化的。现在docker 拥有了自己的docker libcontainer库文件,这种库文件可以做到将资源容器化的操作，所以对LXC的依赖性大大降低。
4.2 涉及技术
bootfs (boot file system) 内核空间
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
在linux操作系统中（不同版本的linux发行版本），linux加载bootfs时会将rootfs设置为read-only，系统自检后会将只读改为读写，让我们可以在操作系统中进行操作
rootfs (root file system) 内核空间
- 在bootfs之上(base images，例如centos 、ubuntu)
- 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
为什么docker的centos镜像只有200M多一点 - 因为docker镜像只有rootfs和其他镜像层，共用宿主机的linux内核(bootfs)，因此很小
- bootfs + rootfs ：作用是加载、引导内核程序 + 挂载使用linux 操作系统（centos ubantu）等等一些关键的目录文件
就是说bootsfs用内核的，rootfs用自己的 - 对于一个精简的os，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接用Rost的kernel，自己只需要提供rootfs就行了。所以对于不同的linux发行版,bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，所以不同的发行版可以公用bootfs
AUFS 与overlay/ overlay2 (docker高版本)
- AUFS是一种联合文件系统。它使用同一个Linux
- host上的多个目录，逐个堆叠起来，对外呈现出一个统一的文件系统。AUrs使用该特性，实现了Docker镜像的分层
- 而docker使用了overlay/overlay2存储驱动来支持分层结构
- overlays将单个Linux主机上的两个目录合并成一个目录。这些目录被称为层，统一过程被称为联合挂载
- overlay 结构
overlayfs在linux主机上只有两层，一个目录在下层，用来保存镜像(docker)，另外一个目录在上层，用来存储容器信息 - rootfs 基础镜像
- lower 下层信息、(为境像层,可读)
- upper 上层目录（容器信息，可读可写)
- work 运行的工作目录（copy-on-write写时复制-》准备容器环境)
- merged "视图层”（容器视图)
cmd和entrypoint区别 - exec:容器加载时使用的启动的第一个任务进程
- shell:容器加载时使用的第一个bash (/bin/bash /bin/sh /bin/init)
- 如果 entrypoint使用了shell模式，CMD指令会被忽略。
- 如果entrypoint使用了exec模式，CMD指定的内容被追加为 entrypoint指定命令的参数。
- 如果entrypoint使用了exec模式，CMD也应该使用exec模式。
- cmd是容器环境启动时默认加载的命令
- entrypoint是容器环境启动时第一个加载的命令程序/脚本程序 init