docker基础3——制作镜像（基于容器）

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一、基本了解

• 镜像可以理解为应用程序的集装箱，而docker用来装卸集装箱。
• docker镜像含有启动容器所需要的文件系统及其内容，所以镜像是用于创建并启动容器。

1.1 镜像结构

1. docker镜像采用分层构建机制，最底层为bootfs，其上为rootfs。 - bootfs：用于系统引导的文件系统，包括bootloader和kernel，容器启动完成后会被卸载以节约内存资源。- rootfs：位于bootfs之上，表现为docker容器的根文件系统。
2. 传统模式中，系统启动之时，内核挂载rootfs会首先将其挂载为“只读”模式，完整性自检完成后将其重新挂载为读写模式。
3. docker中，rootfs由内核挂载为“只读”模式，而后通过“联合挂载”技术额外挂载一个“可写”层。
4. 当删除容器时，这个容器自有的“可写”层会一起被删除。

docker镜像层：

• 位于下层的镜像称为父镜像（parrent image），最底层的称为基础镜像（base image）。
• 最上层为“可读写”层，其下的均为“只读”层。

1.2 docker存储驱动

• docker提供多种存储驱动来实现不同的方式存储镜像，比如 AUFS、OverlayFS、Devicemapper、Btrfs、VFS。
• OverlayFS是文件级存储，Device mapper是块级存储。块级存储是直接访问逻辑盘，适合IO密集场景；对于程序内部复杂，大并发但少IO的场景，Overlay的性能相对要强一些。

1.2.1 AUFS

1. AUFS（AnotherUnionFS）是一种Union FS，是文件级的存储驱动，是一个能透明覆盖一个或多个现有文件系统的层状文件系统，把多层合并成文件系统的单层表示。
2. 这种文件系统可以一层一层地叠加修改文件，只有最上层的文件系统可写，底下层都是只读的。
3. 当需要修改一个文件时，AUFS创建该文件的一个副本，CoW将文件从只读层复制到可写层进行修改，结果也保存在可写层。
4. 在Docker中，底下的只读层是image，可写层是Container。
5. 目前已基本被淘汰。

1.2.2 OverlayFS

1. Overlay是Linux内核3.18后支持的，也是一种Union FS，和AUFS的多层不同的是Overlay只有两层：一个upper文件系统和一个lower文件系统，分别代表Docker的镜像层和容器层。
2. 当需要修改一个文件时，CoW将文件从只读的lower复制到可写的upper进行修改，结果也保存在upper层。
3. 在Docker中，底下的只读层是image，可写层就是Container，目前最新的OverlayFS为Overlay2。

1.2.3 DeviceMapper

1. Device mapper是Linux内核2.6.9后支持的，提供的一种从逻辑设备到物理设备的映射框架机制，是块级存储，所有操作都是直接对块进行操作，而不是文件。
2. Device mapper驱动会先在块设备上创建一个资源池，然后在资源池上创建一个带有文件系统的基本设备，所有镜像都是这个基本设备的快照，而容器则是镜像的快照。所以在容器里看到文件系统是资源池上基本设备的文件系统的快照，并没有为容器分配空间。
3. 当要写入一个新文件时，在容器的镜像内为其分配新的块并写入数据，这个叫用时分配。当要修改已有文件时，再使用CoW为容器快照分配块空间，将要修改的数据复制到在容器快照中新的块里再进行修改。

1.3 镜像仓库

1. 启动容器时，docker daemon守护进程会试图从服务器本地获取相关镜像，本地镜像不存在时，再从Registry中下载该镜像并保存到本地。
2. Registry用于保存docker镜像，包括镜像的层次结构和元数据。用户可以自建Registry，亦可使用官方的Docker Hub。

docker registry分类：

1. Sponsor Registry：第三方的Registry，供客户和Docker社区使用。
2. Mirror Registry：第三方的Registry，只让客户使用。
3. Vendor Registry：由发布docker镜像的供应商提供的registry。
4. Private Registry：通过设有防火墙和额外的安全层的私有实体提供的registry

docker registry组成：

1. Repository： - 由某特定的docker镜像的所有迭代版本组成的镜像仓库。- 一个Registry中可以存在多个Repository。- Repository可分为“顶层仓库”和“用户仓库”。顶层仓库基于各个官方发布的，建议使用。- 用户仓库名称格式为“用户名/仓库名”。- 每个仓库可包含多个Tag(标签)，每个标签对应一个镜像。
2. Index： - 维护用户帐户、镜像的检验以及公共命名空间的信息。- 相当于为Registry提供了一个完成用户认证等功能的检索接口

二、镜像制作

镜像的生成途径：

1. Dockerfile。
2. 基于容器制作。
3. Docker Hub automated builds

docker镜像的制作：

1. 多数情况下，我们做镜像是基于别人已存在的某个基础镜像来实现的，我们把它称为base image。比如一个纯净版的最小化的centos、ubuntu或debian。
2. 拉取镜像命令，镜像仓库地址+仓库名称+镜像名称+镜像版本docker pull <registry>[:<port>]/[<namespace>/]<name>:<tag>

2.1 基于容器制作镜像

• docker commit 命令是根据已存在的镜像进行修改生成新镜像。
• 命令格式：docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

参数释义-a提交的镜像作者。-c使用Dockerfile指令来创建镜像。-m提交时的说明文字。-p在commit时，将容器暂停。
1.拉一个系统镜像作为基础镜像，并创建一个临时运行容器qingjun。

docker run --name qingjun -it --rm busybox /bin/sh

2.将容器qingjun保存为新的镜像，指定新镜像存储库名称+版本。

docker commit -p qingjun  baimu:v1

3.远程仓库创建存储库，名称需要与新镜像的库名一致。


4.本地登录docker远程仓库。可以是docker hub官方仓库，也可以是自己搭建的私有仓库harbor。

5.推送镜像。

//给镜像打标签，标签需要与远程仓库对应。
docker tag baimu:v1 baimuqingjun/baimu:v1

//推送镜像。
docker push baimuqingjun/baimu:v1

6.docker hub仓库查看推送结果。

7.将本地的原镜像删除，拉取刚刚推送上去的镜像，并创建临时容器制作第二个镜像。

//删除本地v1镜像。
docker rmi baimuqingjun/baimu:v1

//拉取v1镜像启动容器。
docker run --name qingjun -it --rm baimuqingjun/baimu:v1 /bin/sh
/ # cd /data/
/data # rm -f text 
/data # echo 'haha' > index.html

//使用dockerfile命令制作v2镜像。
//-c指定运行httpd服务，-f前台运行，-h指定网站目录。
docker commit  -c 'CMD ["/bin/httpd","-f","-h","/data"]' -p qingjun baimuqingjun:v2
docker tag baimuqingjun:v2 baimuqingjun/baimu:v2 
docker push baimuqingjun/baimu:v2

8.使用v2镜像运行容器，获取容器ip。

//-d指定容器后台运行，需要有个前台进程，这里指定睡眠时间。
docker run --name qingjun  baimuqingjun/baimu:v2 

三、镜像导入与导出

1.将第一台机器上的镜像进行打包，并将镜像包传到第二台机器上。

docker save -o baimu_v2.image.gz baimuqingjun/baimu:v2

2.在第二台机器上对镜像包进行导入。

docker load -i baimu_v2.image.gz