『现学现忘』Docker基础 — 25、Docker镜像讲解

1、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、运行时环境、库、环境变量和配置文件。

即:所有的应用,直接打包成Docker镜像,就可以直接跑起来!

2、Docker镜像获取的方式

  1. 从仓库中拉取镜像(docker pull)。
  2. 从本地文件中载入镜像(docker load)。
  3. 由容器生成新的镜像(docker commit)。
  4. 自己构建新的镜像(docker build)。

3、Docker镜像加载原理

(1)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 virtual filesystem)。
  • 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(没有父镜像概念),可以制作各种具体的应用镜像。

总结: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。

我们下载镜像的时候,看到的一层层就是这个,如下:

[root@192 /]# docker pull redis
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/redis
a076a628af6f: Already exists # 本地种已存在基础镜像
f40dd07fe7be: Pull complete  # 一层一层下载
ce21c8a3dbee: Pull complete  # 一层一层叠加
ee99c35818f8: Pull complete 
56b9a72e68ff: Pull complete 
3f703e7f380f: Pull complete 
Digest: sha256:0f97c1c9daf5b69b93390ccbe8d3e2971617ec4801fd0882c72bf7cad3a13494
Status: Downloaded newer image for redis:latest
docker.io/library/redis:latest

所以这种UnionFS(联合文件系统)来管理镜像是非常高效和节省空间的。

(2)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(联合文件系统)。

分为两个部分:

  • bootfsboot file system):主要包含bootloaderkernel(Linux内核),bootloader主要是引导加载kernel,Linux刚启动时会加载bootfs文件系统,而在Docker镜像的最底层也是bootfs这一层,这与我们典型的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
    即:系统启动时需要的引导加载,这个过程会需要一定时间。就是黑屏到开机之间的这么一个过程。电脑、虚拟机、Docker容器启动都需要的过程。在说回镜像,所以这一部分,无论是什么镜像都是公用的。
  • rootfsroot file system):rootfsbootfs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。
    即:镜像启动之后的一个小的底层系统,这就是我们之前所说的,容器就是一个小的虚拟机环境,比如Ubuntu,CentOS等,这个小的虚拟机环境就相当于rootfs

bootfsrootfs关系如下图:

image

平时我们安装进虚拟机的CentOS系统都是好几个G,为什么Docker这里才200M?

如下:

[root@192 /]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
centos                latest    300e315adb2f   3 months ago   209MB

对于一个精简的OS系统,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(宿主机)的kernel(也就是宿主机或者服务器的boosfs+内核),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部分。

这就是我们之前说:虚拟机的启动是分钟级的,容器的启动是秒级的

页面下部广告