Dockerfile概述

本文详细介绍了Docker镜像的创建,包括基于已有镜像、本地模板和Dockerfile的创建方法。Dockerfile是用于自动化构建Docker镜像的文本文件,包含了构建镜像所需的所有指令。Docker镜像采用分层结构,利用UnionFS实现层叠效果,提高效率。在实验部分,展示了如何通过Dockerfile搭建Apache容器服务。

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Dockerfile概述

一、Docker镜像的创建

  1. Docker镜像
  • 应用发布的标准格式
  • 支撑一个Docker容器的运行
  1. Docker镜像的创建方式
  • 基于已有镜像创建
  • 基于本地模板创建
  • 基于Dockerfile创建

1、基于已有镜像创建

#首先启动一个镜像,在容器里做更改

docker create -it centos:7 /bin/bash

#然后将修改后的容器提交为新的镜像,需要使用该容器的ID号建新镜像

docker commit [选项] 容器id/容器名 仓库名:标签

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

2、基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件生成新的镜像,使用wget命令导入为本地镜像

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

导入镜像

cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:new

3、基于dockerfile创建

  • 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。AUPS、overlayFS 及 Devicemapper 都是一种 UnionES。

Union文件系统是pocker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。

  • 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,/letc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。

二、Dockerfile

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。

  1. Docker镜像结构分层

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。

  1. 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
MAINTAINER 名字说明新镜像的维护人信息
RUN 命令在所基于的镜像上执行命令
CMD [“要执行的命令”,“参数1”,“参数2”]指令启动容器时要运行的命令或者脚本,Dockerfile只能由一条CMD命令,如果指定多条则只能最后一条被执行
EXPOSE 端口号指定新镜像加载到Docker时要开启端口
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
ADD 源文件/目录 目标文件/目录将源文件复制到目标文件,源文件要与Dockerfile位于相同的目录中,或者是一个URL
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在相同目录中
VOLUME [“目录”]在容器中创建一个挂载点
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
ONBUILD 命令指定生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令
HEALTHCHECK健康检查

三、实验

  1. 搭建apache容器服务
cd /opt
mkdir apache
vim Dockerfile

FROM centos:7

MAINTAINER this is apache image <wt>

RUN yum install -y httpd

EXPOSE 80

ADD index.html /var/www/html/

WORKDIR /usr/sbin/

ENTRYPOINT ./apachectl -D FOREGROUND

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