Docker 的数据管理与 Docker 镜像的创建

一、Docker 的数据管理

1.1.数据卷

1.2.数据卷容器

1.3.容器互联（使用centos镜像）

二、Docker 镜像的创建

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

2.3.1联合文件系统（UnionFs）

2.3.2镜像加载原理

2.3.3Dockerfile

2.3.4Docker镜像结构的分层

2.3.5Dockerfile操作常用的指令

（1）FROM 镜像

（2）MAINTAINER 名字

（3）RUN 命令

（4）ENTRYPOINT ["要运行的程序", "参数 1", "参数 2"]

（5）CMD ["要运行的程序", "参数1", "参数2"]

（6）EXPOSE 端口号

（7）ENV 环境变量变量值

（9）COPY 源文件/目录目标文件/目录

（10）VOLUME [“目录”]

（11）USER 用户名/UID

（12）WORKDIR 路径 /home

（13）ONBUILD 命令

（14）HEALTHCHECK

三、总结

3.1.docker 数据管理

3.2.docker创建镜像

管理 Docker 容器中数据主要有两种方式：数据卷（Data Volumes）和数据卷容器（DataVolumes Containers）。

一、Docker 的数据管理

1.1.数据卷

数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于 Linux 下对目录进行的 mount 操作。

一般创建容器时进行挂载，不在启动容器后再挂载。因为启动容器后再挂载的话，需要修改配置文件，且不一定能挂载成功。

 docker run -v 数据卷              #在容器内创建数据卷
 
 docker run -v 宿主机目录:数据卷    #将宿主机目录挂载到容器中
 #注意：宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。




ls /var/www      #创建数据卷前，查看该目录是否存在
 
#将宿主机目录/var/www挂载到容器中的/data1。
#注意：宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。
#-v选项可以在容器内创建数据卷
docker run -v /var/www:/data1 --name c1 -itd centos:7 /bin/bash
ls /var/www -d     #自动创建了该目录
#进入容器
docker exec -it c1 bash 
ls           
echo "this is web1"> /data1/abc.txt   #向数据卷中写入数据
exit    #退出容器
 
 #返回宿主机进行查看
cd /var/www
ls
cat abc.txt      #可以看到容器中写入的数据，数据同步成功
 
 
#在宿主机目录中写入数据，之后进容器中查看
cp /etc/passwd ./
ls
docker exec -it c1 bash      #进入容器
ls /data1

1.2.数据卷容器

如果需要在容器之间共享一些数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

使用--volumes-from 来挂载数据卷容器中的数据卷到新的容器

 #创建数据卷容器web2。创建/data1和/data2两个数据卷。
 docker run --name c2 -v /data1 -v /data2 -itd centos:7
 docker exec -it c2 bash                #进入c2容器
 echo "this is my" > /data1/1.txt       #向数据卷/data1中写入数据
 echo "qyd" > /data2/2.txt              #向数据卷/data2中写入数据
 exit
 #使用--volumes-from 来挂载c2容器中的数据卷到新的容器c3
 docker run -itd --volumes-from c2 --name c3 centos:7
 docker exec -it c3 bash       #进入c3容器
 cat /data1/1.txt              #查看/data1中的数据是否和c2一致
 cat /data2/2.txt              #查看/data2中的数据是否和c2一致

#在容器c3的挂载目录中写入数据，观察c2中能否同步成功
echo "this is sss" > /data1/3.txt
exit
docker exec -it c2 bash     #进入容器web2
cat /data1/c3.txt

1.3.容器互联（使用centos镜像）

容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。简单点说，就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道，接收容器可以看到源容器指定的信息。

 ##--link 容器名:连接的别名

#创建并运行源容器取名c1
docker run -itd -P --name t1 centos:7 /bin/bash
#创建并运行接收容器取名c2，使用--1ink选项指定连接容器c1以实现容器互联。
docker run -itd -P --name t2 --link t1:tem1 centos:7 /bin/bash
#--link 容器名:连接的别名
 
#进t2容器，ping t1，通过容器名称或者别名都可以通信
docker exec -it t2 bash
ping t1        #ping t1为容器名称
 
#进入t1容器，查看t1的IP地址
docker exec -it t1 bash
yum install -y net-tools   #下载网络工具
ifconfig                   #查看IP和t2中显示的一致

二、Docker 镜像的创建

创建镜像有三种方法，分别为基于已有镜像创建、基于本地模板创建以及基于Dockerfile创建。

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


#需要使用该容器的ID号创建新镜像
docker commit -m "nginx image" -a "my" 423bbff46fe1 nginx:centos7
#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。
756f6de093be :容器id号
docker images                               #查看本地镜像
docker run -itd nginx:centos7 bash          #创建容器
docker ps -a                                #查看容器状态
docker exec -it 756f6de093be bash           #进去容器
nginx                                       #启动nginx服务
netstat -natp |grep 80                      #查看端口是否开启

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http://openvz.org/Download/template/precreated

wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz

2.3.基于Dockerfile创建

2.3.1联合文件系统（UnionFs）

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。AUFS、OverlayFS 及 Devicemapper 都是一种 UnionFS。

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。

我们下载的时候看到的一层层的就是联合文件系统。

2.3.2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就是UnionFS。

bootfs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，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等等。

我们可以理解成一开始内核里什么都没有，操作一个命令下载debian，这时就会在内核上面加了一层基础镜像；再安装一个emacs，会在基础镜像上叠加一层image；接着再安装一个apache，又会在images上面再叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs。

为什么Docker里的centos的大小才200M？

因为对于精简的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，因为底层直接用宿主机的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。

2.3.3Dockerfile

Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是 Dockerfile。

Dockerfile是一个文本文件，其内包含了一条条的指令(Instruction)，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成 image 即可，省去了敲命令的麻烦。

除了手动生成Docker镜像之外，可以使用Dockerfile自动生成镜像。Dockerfile是由多条的指令组成的文件，其中每条指令对应 Linux 中的一条命令，Docker 程序将读取Dockerfile 中的指令生成指定镜像。

Dockerfile结构大致分为四个部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令。Dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，支持使用以“#“号开头的注释。

2.3.4Docker镜像结构的分层

镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。

（1）Dockerfile 中的每个指令都会创建一个新的镜像层；
（2）镜像层将被缓存和复用；
（3）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，对应的镜像层缓存就会失效；
（4）某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会失效；
（5）镜像层是不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在下一层中删除它，则镜像中依然会包含该文件，只是这个文件在 Docker 容器中不可见了。

2.3.5Dockerfile操作常用的指令

（1）FROM 镜像

指定新镜像所基于的基础镜像，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

（2）MAINTAINER 名字

说明新镜像的维护人信息

（3）RUN 命令

在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中
cd cp

（4）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。

ENTRYPOINT ["rm", "-rf", "/*"]

（5）CMD ["要运行的程序", "参数1", "参数2"]

上面的是exec形式，shell形式：CMD 命令参数1 参数2
启动容器时默认执行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令。如果指定多条命令，只执行最后一条命令。
如果在docker run时指定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT，那么CMD就会被覆盖。
CMD 可以为 ENTRYPOINT 指令提供默认参数。

ENTRYPOINT ["rm"]
CMD ["cp" ,"-rf",“*”]

java -jar xxxxxxx.jar 8090

命令优先级：

docker run指定的命令----》ENTRYPOINT---》CMD

（6）EXPOSE 端口号

指定新镜像加载到 Docker 时要开启的端口 EXPOSE 8090

（7）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
linxu PATH=$PATH:/opt
ENV PATH $PATH:/opt

将源文件复制到镜像中，源文件要与 Dockerfile 位于相同目录中，或者是一个 URL
有如下注意事项：
1、如果源路径是个文件，且目标路径是以 / 结尾，则docker会把目标路径当作一个目录，会把源文件拷贝到该目录下。
如果目标路径不存在，则会自动创建目标路径。
/home/ky26/zhaichen.txt /home/ky26/

2、如果源路径是个文件，且目标路径是不以 / 结尾，则docker会把目标路径当作一个文件。
如果目标路径不存在，会以目标路径为名创建一个文件，内容同源文件；
如果目标文件是个存在的文件，会用源文件覆盖它，当然只是内容覆盖，文件名还是目标文件名。
如果目标文件实际是个存在的目录，则会源文件拷贝到该目录下。注意，这种情况下，最好显示的以 / 结尾，以避免混淆。
A B
/home/ky26 /home/ky26
3、如果源路径是个目录，且目标路径不存在，则docker会自动以目标路径创建一个目录，把源路径目录下的文件拷贝进来。
如果目标路径是个已经存在的目录，则docker会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。

4、如果源文件是个归档文件（压缩文件），则docker会自动帮解压。
URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝，都不会自动解压。

（9）COPY 源文件/目录目标文件/目录

只复制本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile 在相同的目录中

（10）VOLUME [“目录”]

在容器中创建一个挂载点

（11）USER 用户名/UID

指定运行容器时的用户

（12）WORKDIR 路径 /home

为后续的 RUN、CMD、ENTRYPOINT 指定工作目录

（13）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。
当在一个Dockerfile文件中加上ONBUILD指令，该指令对利用该Dockerfile构建镜像（比如为A镜像）不会产生实质性影响。
但是当编写一个新的Dockerfile文件来基于A镜像构建一个镜像（比如为B镜像）时，这时构造A镜像的Dockerfile文件中的ONBUILD指令就生效了，在构建B镜像的过程中，首先会执行ONBUILD指令指定的指令，然后才会执行其它指令。

OBuild rm - rf /*

注：请各位自己在生产中如果有的是别的dockerfile 请自习阅读，否则后果自付

（14）HEALTHCHECK

健康检查

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；
●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。
●最后使用 CMD 指令指定启动容器时要运行的命令操作。

三、总结

3.1.docker 数据管理

命令	说明
docker run -v 宿主机目录:数据卷	将宿主机目录挂载到容器中
docker run -v 数据卷	创建数据卷容器
docker run --volumes-from 数据卷容器	挂载数据卷容器
docker run --link 容器名:别名	容器互联