Docker相关知识点(三) [联合文件系统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继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。

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，联合加载会把各个文件系统叠加起来，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的镜像实际上是由一层一层的文件系统组成，这种层次就是文件系统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，在整个Docker镜像的最底层时引导文件系统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

• rooffs(roog 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Ubuntu，CentOS等。

• 对于一个精简的OS，rooffs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Host的kernel，自己只需要提供rootfs就行了。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。

为什么Docker要采用这种分层结构?

• 镜像分层的最大好处就是共享资源，方便复制迁移，就是为了复用

• 比如说有多个镜像都从相同的base镜像构建而来，那么Docker Host 只需在磁盘上保存一份base镜像；同时内存中也只需要加载一份base镜像，就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享

• Docker的镜像层都是只读的，容器层是可写的

• 当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。

• 这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”
  

Docker操作案例

docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像

docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器ID要创建的目标镜像名：[标签名]

案例操作详细步骤

• 从Hub上下载ubuntu镜像到本地并成功运行
• 原始的默认ubuntu镜像是不具备vim命令功能的
• 外网连通的情况下，安装vim
  • 在docker容器中运行下述两条命令
    • apt-get update ： 更新指令库
    • apt-get -y install vim ：下载vim指令
• 测试指令是否安装成功
• commit到新镜像
• 启动新镜像，和原来的镜像对比

私服库的推送与拉取

将本地镜像推送到私服库步骤

• 从远程仓库上拉取本地私服库镜像
  • docker pull registry
  • 使用docker images命令查看已拉取到本地镜像
• 运行registry私服库 镜像
  • docker run -id --name=myregistries -p 5000:5000 registry
• 使用crul命令验证此时私服库上有什么镜像文件
  • curl -XGET http://10.0.24.14:5000/v2/_catalog
    
  • 可以看到，私服库上目前还没有上传任何镜像文件
• 将自己的镜像名修改为符合私服库规范的镜像名
  • docker tar 镜像:TAG HOST:PORT/repository:TAG
• 修改配置文件，让阿里云支持http【docker默认不允许使用http来推送镜像，我们可以通过修改配置文件来开启使用http推送镜像】
  • vim /ect/docker/daemon.json，添加以下代码，【注意：因为是json格式，如果有内容，应该在上一行加上’,'】
    • "insecure-registries":["10.0.24.14:5000"
  • 修改配置文件后，建议重启docker
    • systemctl restart docker
• 推送本地镜像到私服库
  • docker push 10.0.24.14:5000/myubuntu:0.0.1
• 第二次验证私服库，本地镜像是否推送成功？
  • curl -XGET http://10.0.24.14:5000/v2/_catalog
    • 本地镜像成功上传到私服库

从本地私服库拉取镜像步骤

• 从私服库上拉取镜像：
  • docker pull 10.0.24.14:5000/myubuntu:0.0.1
• 运行本地镜像：
  • docker run -id HOST:PORT/repository/TAG

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小结

• Docker中的镜像分层，支持通过扩展现有镜像，创建新的镜像。类似Java继承了一个Base基类，需要扩展，直接在子类上增加新的属性和方法即可
• 新镜像是从base镜像一层一层叠加生成的。每安装一个软件，就在现有镜像的基础上增加一层。