Docker——Docker 镜像原理

最新推荐文章于 2021-07-27 01:46:50 发布
最新推荐文章于 2021-07-27 01:46:50 发布
阅读量1.7k 收藏 71
点赞数 17
分类专栏： # Docker 文章标签： docker 容器 linux
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sixeleven611/article/details/118099537
版权
Docker镜像是基于UnionFS的分层结构，提供轻量级的运行环境，允许快速启动和共享资源。镜像通过逐层下载和检查实现高效利用，减少了磁盘和网络资源的占用。通过`docker commit`可以将容器的改动保存为新的镜像。镜像的只读特性与容器的可写层相结合，确保了容器的独立性和可移植性。Docker镜像的关键特性包括分层、写时复制、内容寻址和联合挂载，是容器运行的基础。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

Docker镜像原理

Docker镜像

镜像是什么？

  • 镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
  • 所有的应用，直接打包docker镜像，就可以直接跑起来!
  • 如何得到镜像？
    • 远程仓库下载
    • 朋友拷贝
    • 自己制作一个镜像 DockerFile

Docker镜像加载原理

UnionFS（联合文件系统）

  • 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(unite several directories into a single virtualfilesystem)。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

Docker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Docker镜像的最底层是boots。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。
  • roots (root fle 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等等。
    在这里插入图片描述
  • 平时我们安装虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker才200M？
    在这里插入图片描述
  • 对于一个精简的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Host的kernel自己只需要提供roots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。
  • 虚拟机是分钟级别，容器是秒级!

分层理解

  • Docker的分层思想
  • 一层一层下载，逐层检测，存在即跳过，否则下载
[root@docker ~]# docker pull redis 
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/redis
69692152171a: Already exists 
a4a46f2fd7e0: Pull complete 
bcdf6fddc3bd: Pull complete 
2902e41faefa: Pull complete 
df3e1d63cdb1: Pull complete 
fa57f005a60d: Pull complete 
Digest: sha256:7e2c6181ad5c425443b56c7c73a9cd6df24a122345847d1ea9bb86a5afc76325
Status: Downloaded newer image for redis:latest
docker.io/library/redis:latest
  • 为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢?
  • 最大的好处，我觉得莫过于是资源共享了!比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来，那么宿主机只需在磁盘上保留一份base镜像，同时内存中也只需要加载一份base镜像，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。
  • 查看镜像分层的方式可以通过docker image inspect +容器命令!
  • 观察Layers（层）

在这里插入图片描述

  • 理解分层的含义
    • 所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层
    • 举一个简单的例子，假如基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层;如果在该镜像中添加Python包，就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层;如果继续添加一个安全补丁，就会创建第三个镜像层。
    • 该镜像当前已经包含3个镜像层，如下图所示（这只是一个用于演示的很简单的例子)。
      在这里插入图片描述
  • 在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合，理解这一点非常重要。下图中举了一个简单的例子，每个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件。
    在这里插入图片描述
  • 上图中的镜像层跟之前图中的略有区别，主要目的是便于展示文件。
  • 下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层中的文件7是文件5的一个更新版本。
    在这里插入图片描述
  • 这种情况下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像当中。
  • Docker通过存储引擎（新版本采用快照机制)的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为统一的文件系统。
  • Linux上可用的存储引擎有AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义，每种存储引擎都基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术，并且每种存储引擎都有其独有的性能特点。
  • Docker在Windows上仅支持windowsfilter一种存储引擎，该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层和CoW[1].
  • 下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图。
    在这里插入图片描述
  • 分层下载的好处
    • 假设有些应用的层是相同的，就可以直接复用！
  • 特点
    • Docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部！
    • 这一层就是我们通常说的容器层(run)，容器之下的都叫镜像层(远程pull)！
    • 所有操作都是基于容器层
      在这里插入图片描述

Commit镜像

  • 如何提交一个自己的镜像？
  • Docker commit
docker commit 提交容器成为一个新的副本

docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]

#运行一个默认的tomcat镜像
[root@docker ~]# docker run -it -p 8080:8080  tomcat

[root@docker ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED          STATUS          PORTS                                       NAMES
792ca37197e8   tomcat    "catalina.sh run"   34 seconds ago   Up 32 seconds   0.0.0.0:8080->8080/tcp, :::8080->8080/tcp   upbeat_mcnulty

[root@docker ~]# docker exec -it 792ca37197e8 /bin/bash
#发现这个默认的tomcat 是没有webapps应用,是因为镜像的原因,官方的镜像默认webapps下没有文件,自己拷贝进去基本的文件
root@792ca37197e8:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps

#浏览器访问,测试成功
http://192.168.100.100:8080/

#提交修改后的容器成为一个新的镜像
[root@docker ~]# docker commit -a="pakho" -m="add webapps app" 792ca37197e8 tomcat02:1.0
sha256:d6d429f9d2ba25af8f66bd3e7a7de489cf2219828ea755ce1d0a1a7816c27731

[root@docker ~]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
tomcat02              1.0       d6d429f9d2ba   28 seconds ago   672MB

Docker镜像(Images)总结

在这里插入图片描述

  • Docker镜像(Images) 的主要特点是，分层、写时复制、内容寻址 和 联合挂载。
  • Docker镜像是Docker容器运行的基础，没有Docker镜像，就不可能有Docker容器，这也是Docker的设计原则之一
  • 可以理解的是：Docker镜像毕竟是镜像，属于静态的内容；而Docker容器就不一样了，容器属于动态的内容。动态的内容，大家很容易联想到进程，内存，CPU等之类的东西。的确，Docker容器作为动态的内容，都会包含这些
  • 为了便于理解，大家可以把Docker容器，理解为一个或多个运行进程，而这些运行进程将占有相应的内存，相应的CPU计算资源，相应的虚拟网络设备以及相应的文件系统资源。而Docker容器所占用的文件系统资源，则通过Docker镜像的镜像层文件来提供
docker镜像原理
qq_29750559的博客
01-27 957
本文主要介绍docker|镜像原理以及镜像如何分享
docker————docker的镜像及镜像加速
最新发布
m0_53733914的博客
05-08 470
Docker公司为了实现Docker容器技术良好的生态圈，推出了和github类似的东西，叫做Dockerhub，Dockerhub是Docker公司在Internet上推出的存放Docker镜像的公有仓库，任何人都可以在Dockerhub上创建自己的仓库，然后上传自己的镜像（早期的时候），Dockerhub目前已经推出了收费服务。如果你想访问Dockerhub，只需要访问Docker，此地址访问不需要科学上网。
镜像的分层结构 - 每天5分钟玩转容器技术（11）
jj1130050965的博客
11-23 515
镜像的分层结构 - 每天5分钟玩转容器技术（11） 原创CloudManCloudMan2017-05-06 第11篇 镜像的分层结构 Docker 支持通过扩展现有镜像，创建新的镜像。 实际上，Docker Hub 中 99% 的镜像都是通过在 base 镜像中安装和配置需要的软件构建出来的。比如我们现在构建一个新的镜像，Dockerfile 如下： ① 新镜像不再是从 scratch 开始，而是直接在 Debian base 镜像上构建。 ② 安装 emacs 编辑器。 ③ 安装...
Docker教程（三）：docker镜像讲解
weixin_39085109的博客
06-21 1428
前言 本文根据狂神说视频资料整理。https://www.bilibili.com/video/BV1og4y1q7M4?from=search&seid=16447684728895719563 Docker镜像讲解 镜像是什么？ 镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需要的所有内容，包括代码，运行时库、环境变量和配置文件 所有的应用，直接打包docker镜像，就可以直接跑起来。 如何到镜像： 从远程仓库下载 朋友拷贝 自己制作有
Docker——镜像原理
01-09
文章目录1：Docker镜像是什么1.1 UnionFS (联合文件系统)1.2 Docker镜像加载原理1.3 分层的镜像1.4 为什么Docker镜像要采用这种分层结构2：镜像特点 1：Docker镜像是什么 镜像是一种量级、可执行的独立软件包，用来...
Docker——Docker 镜像详解
Cantevenl的博客
04-22 3108
Docker 镜像Docker镜像是什么Docker镜像加载原理联合文件系统（UnionFS）镜像加载原理镜像分成理解Commit镜像镜像的总结 Docker镜像是什么 Docker 容器的运行是基于宿主机的内核，通过linux的namespaces来实现隔离，相对于虚拟机而言降低了硬件资源的性能损耗，且具备一定程度上的应用隔离效果。 镜像是一种轻量级，可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。 通过最小化
Docker——Dockerfile构建镜像
ML908的博客
04-24 809
文章目录知识回顾一、构建sshd镜像1、下载基础镜像并自动进入容器2、建立工作目录并编写Dockerfile文件3、生成镜像4、启动容器5、连接测试二、构建Systemctl镜像1、创建工作目录2、创建Dockerfile文件3、生成镜像4、加载容器5、进入容器并验证三、构建Nginx1、创建工作目录2、创建Dockerfile文件3、编写执行脚本4、生成镜像5、构建启动容器6、访问测试四、构建t...
Docker镜像原理
@猿程序的博客
05-23 266
文章目录镜像是什么Docker镜像加载原理分层的理解commit镜像 镜像是什么 镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。 所有应用，直接打包成docker镜像，就可以直接跑起来 如何得到镜像 从远程仓库下载 朋友拷贝给你 自己制作一个镜像DockerFile Docker镜像加载原理 UnionFs(联合文件系统) 我们在拉取镜像时，看到的一层一层的下载就是这个东西 UnionFS(
Docker镜像的原理
Yosigo_的博客
07-27 431
Docker运行的整个生命周期 Docker使用多种操作系统的发行版 1. 一个完整的操作系统，是由linux内核+发行版，组成的一个可以使用的完整操作系统。 2. 利用docker容器，可以获不同的发行版镜像，然后基于该镜像，运行出各种容器去使用。 查看操作系统的两大组成 # 查看操作系统的发行版 [root@docker01 ~]# cat /etc/redhat-release CentOS Linux release 7.9.2009 (Core) # 查看操作系统内核 [r
Docker 镜像原理
小叶曲
06-21 315
联合文件系统 镜像是什么 镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含 运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。 镜像加载的原理 UnionFS （联合文件系统） 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(unite several directories in
Docker实战笔记，一篇文章上手Docker
Java技术工坊
09-18 386
Docker 1.什么是 Docker 官网的介绍是“Docker is the world’s leading software container platform.” 官方给Docker的定位是一个应用容器平台。 Docker 是一个容器平台的领导者 Docker 容器平台 Docker 应用容器平台 application项目 Mysql Redis MongoDB ElasticSeacrh … application项目 Docker 应用容器平台 Mysql
这就是你日日夜夜想要的docker！！！---------Docker镜像制作与私有仓库建立
weixin_47219935的博客
09-21 1054
文章目录一、docker镜像介绍1、什么是Docker镜像2、Docker镜像加载原理4、镜像构建原理4、构建镜像有三种方式：二、创建镜像1、Dockerfile简介？（1）Dockerfile常用操作指令（2）Dockerfile创建镜像2、基于已有的镜像容器创建3、基于本地模板创建二、Docker私有仓库建立1、私有仓库设置步骤2、建立私有仓库（1）服务端下载registry镜像（2）指定镜像仓库的地址（3）生成registry容器，开放5000端口（4）镜像打标签（5）上传镜像测试（6）下载镜像测试
《docker —— 从入门到实践》
12-30
《Docker —— 从入门到实践》是一本介绍Docker技术的书籍。Docker是一个开源的容器化平台，可以帮助开发者更方便地构建、部署和运行应用程序。这本书从入门到实践的角度，详细介绍了Docker的基本概念、原理和使用方法。 书中首先介绍了Docker的背景和发展历程，包括为什么需要容器化技术以及Docker的优势。接着，作者详细讲解了Docker的安装和配置，包括在不同操作系统上的安装方法。然后，书中以一个个实例来引导读者学习如何使用Docker进行应用程序的容器化和部署。这些实例包括创建镜像、构建容器、管理数据卷等。 在实践部分，书中介绍了如何使用Docker搭建开发环境和测试环境，以及如何使用Docker进行持续集成和持续部署。另外，还介绍了Docker的监控和日志管理、网络配置以及安全性等方面的内容。 这本书的优点在于它结合了理论和实践，既对Docker的原理和概念进行了深入讲解，又提供了丰富的实践案例。通过学习这本书，读者可以系统地掌握Docker的基础知识，并能够利用Docker来管理和部署应用程序。 总的来说，《Docker —— 从入门到实践》是一本很好的Docker入门书籍，适合有一定编程和系统管理基础的读者。它的内容丰富有趣，通俗易懂，通过读这本书，读者可以快速上手使用Docker，并能够在实践中不断深化对容器化技术的理解和应用。
评论 16
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

611#

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值