dockerfile概念简介——镜像分层

文章目录

  • 一、dockerfile概念
    • 1.1docker镜像的分层
  • 二、Docker镜像的创建
    • 2.1基于dockerfile创建
      • 2.1.1dockerfile 结构(四部分)
      • 2.1.2dockerfile操作指令
  • 三、镜像分层的原理
    • 1.docker镜像分层(基于AUFS构建):
    • 2.涉及技术
      • ①bootfs (boot file system) 内核空间
      • ②rootfs (root file system) 内核空间
  • 总结
    • 1、为什么、docker的centos镜像只有200M多一点
    • 2、LXC和容器是什么关系?
    • 3、dockerfile镜像分层的原理
    • 4、容器之间相互通信的方式
    • 5、ADD和copy区别
    • **6、cmd和entrypoint区别**
    • 6、AUFS 与overlay/ overlay2 (docker高版本)

一、dockerfile概念

  • dockerfile是**自定义镜像**的一套规则

  • dockerfile由多条指令构成,Dockerfile中的每一条指令都会对应于Docker镜像中的每一层

1.1docker镜像的分层

dockerfile的原理就是镜像分层。

  1. Dockerfile 中的**每个指令都会创建一个新的镜像层**(是一个临时的容器,执行完后将不再存在,再往后进行重新的创建与操作)

  2. 镜像层将被缓存和复用(后续的镜像层将基于前面的一层,每一层都会有下几层的缓存)

  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(后续操作必然更改前面的镜像层),那么对应的镜像层缓存就会失效(就会自动销毁)

  4. 某一层的镜像缓存失效之后,它之后的镜像层缓存就都会失效(第一层不成功,那么第二层也就再成功,相当于地基)

  5. 容器的修改并不会影响镜像,如果在某一层中添加一个文件,在下一层中删除它,镜像中依然会包含该文件

dockerfile概念简介——镜像分层_第1张图片

二、Docker镜像的创建

2.1基于dockerfile创建

dockerfile是由**一组指令组**成的文件

dockerfile每行支持一条指令,每条指令可携带多个参数,一条指令可以用&&方式,去写多条指令。

dockerfile支持以“#”为开头的注释

2.1.1dockerfile 结构(四部分)

  • 基础镜像信息(Linux发行版:centos ubantu suse debian alpine redhat)
  • 维护者信息(docker search可查看)
  • 镜像操作指令(tar yum make)
  • 容器启动时执行指令(**cmd["/root/run.sh"] 、entrypoint**都是系统启动时,第一个加载的程序/脚本/命令)

2.1.2dockerfile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指令例如centos:7。from有两层含义:①开启一个新的镜像②必须写的一行指令
MAINTAINER [名字] 说明新镜像的维护人信息(可写可不写)
RUN命令 每一条RUN后面跟一条命令,在所基于的镜像上执行命令,并提交到新的镜像中,RUN必须大写
CMD [“要运行的程序”,“参数1”、“参数2”] 指定启动容器时需要运行的命令或者脚本,Dockerfile只能有一条CMD命令,如果指定多条则只能执行最后一条,“bin/bash”也是一条CMD,并且会覆盖image镜像里面的cmd。
EXPOSE [端口号] 指定新镜像加载到Docker时要开启的端口**(暴露端口)**,就是这个容器暴露出去的端口号。
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。容器可以根据自己的需求创建时传入环境变量,镜像不可以。
ADD [源文件/目录] [目标文件/目录] ①将源文件复制到目标文件,源文件要与Dockerfile位于相同目录中,②或者是一个URL,③**若源文件是压缩包则会将其解压缩**
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在相同的目录中,copy只能用于复制,add复制的同时,如果复制的对象是压缩包,ADD还可以解压,copy比add节省资源
VOLUME [“目录”] 在容器中创建一个挂载点,简单来说就是-v,指定镜像的目录挂载到宿主机上。
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,相当于是一个临时的"CD",否则需要使用绝对路径,例如workdir /opt。移动到opt目录,并在这下面的指令都是在opt下执行。
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**(是一种优化)**
HEALTHCHECK 健康检查

三、镜像分层的原理

1.docker镜像分层(基于AUFS构建):

  • docker镜像位于bootfs之上
  • 每一层镜像的下一层成为父镜像
  • 第一层镜像成为base image(操作系统环境镜像)
  • 容器层(可读可写,为了给用户操作),在最顶层(writable)
  • 容器层以下都是readonly

dockerfile概念简介——镜像分层_第2张图片

LXC是**一种内核中的容器技术**,早期docker在没有将资源容器化的功能时,就是靠内核中LXC来完成容器虚拟化的。现在docker 拥有了自己的docker libcontainer库文件,这种库文件可以做到将资源容器化的操作,所以对LXC的依赖性大大降低。

2.涉及技术

①bootfs (boot file system) 内核空间

  1. 主要包含bootloader和kernel
  2. 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
  3. 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,此时系统也会把临时创建的bootfs这个文件系统删掉
  4. 在1inux操作系统中(不同版本的linux发行版本),linux加载bootfs时会将rootfs设置为read-only,系统自检后会将只读改为读写,让我们可以在操作系统中进行操作

②rootfs (root file system) 内核空间

  1. 在bootfs之上(base images, 例如centos、ubuntu)
  2. 包含的就是典型Linux 系统中的/dev, /proc, /bin, /etc 等标准目录和文件
  3. rootfs就是各种不同的操作系统发行版,比如Ubuntu,Centos等等

总结

1、为什么、docker的centos镜像只有200M多一点

  • 因为docker镜像**只有rootts和其他镜像层,共用宿主机的linux内核(bootfs)**,因此很小

  • bootfs + rootfs :作用是加载、引导内核程序+挂载使用linux操作系统(centos ubantu)等等一些关键的目录文件。

  • 就是说bootsfs用内核的,rootfs用自己的

  • 对于一个精简的os,rootfs可以很小,只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了,因为底层直接用Rost的kernel,自己只需要提供rootfs就行了。所以对于不同的linux发行版,bootfs基本是一致的,rootfs会有差别,所以不同的发行版可以公用bootfs

2、LXC和容器是什么关系?

LXC是内核中容器技术/驱动,功能是将资源容器化。完成资源容器虚拟化的过程。是早期docker的依赖组件目前docker 拥有自己的libcontianer库。可以实现容器虚拟化的功能,对LXC依赖性大大降低。

3、dockerfile镜像分层的原理

  • 用overlay2存储引擎的方式叠加上去,最上面是容器层是可读可写的,其他镜像是可读的,
  • 他们是共用的内核资源,共用的是操作系统里所必须的引导程序,挂载,系统之间的文件,
  • 这些文件他和内核之间共享,所以他比实际的centos要小。

4、容器之间相互通信的方式

docker 0 、 数据卷容器 、 --link 隧道 、 container 模式(直连接口,同一个network namespaces里,通过同一个网卡的方式,在同一个名称空间里 共有一个IP,通过localhost交互/自己的ip或端口交互)

5、ADD和copy区别

Dockerfile中的COPY指令和ADD指令都可以将主机上的资源复制或加入到容器镜像中,都是在构建镜像的过程中完成的.

  1. copy只能用于复制(节省资源)

  2. ADD复制的同时,如果复制的对象时压缩包,ADD还可以解压(消耗资源)

  3. COPY指令和ADD指令的唯一区别在于是否支持从远程URL获取资源。COPY指令只能从执行docker build所在的主机上读取资源并复制到镜像中。而ADD指令还支持通过URL从远程服务器读取资源并复制到镜像中

  4. 满足同等功能的情况下,推荐使用COPY指令。ADD指令更擅长读取本地tar文件并解压缩

6、cmd和entrypoint区别

首先要讲一讲exec和shell的区别

  • exec:容器加载时使用的启动的第一个任务进程

  • shell:容器加载时使用的第一个bash (/bin/bash /bin/sh /bin/init)

  • 如果 entrypoint使用了shell模式,CMD指令会被忽略。

  • 如果entrypoint使用了exec模式,CMD指定的内容被追加为 entrypoint指定命令的参数。

  • 如果entrypoint使用了exec模式,CMD也应该使用exec模式。

  • cmd是容器环境启动时默认加载的命令

  • entrypoint是容器环境启动时第一个加载的命令程序/脚本程序 init

6、AUFS 与overlay/ overlay2 (docker高版本)

  • AUFS是一种联合文件系统。它使用同一个Linux

    host上的多个目录,逐个堆叠起来,对外呈现出一个统一的文件系统。AUrs使用该特性,实现了Docker镜像的分层

  • 而docker使用了overlay/overlay2存储驱动来支持分层结构

    overlays将单个Linux主机上的两个目录合并成一个目录。这些目录被称为层,统一过程被称为联合挂载

  • overlay 结构

    overlayfs在linux主机上只有两层,一个目录在下层,用来保存镜像(docker),另外一个目录在上层,用来存储容器信息

    1. rootfs 基础镜像
    2. lower 下层信息、(为境像层,可读)
    3. upper 上层目录(容器信息,可读可写)
    4. work 运行的工作目录(copy-on-write写时复制-》准备容器环境)
    5. merged "视图层”(容器视图)

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