『現學現忘』Docker基礎 — 25、Docker鏡像講解
- 2022 年 3 月 17 日
- 筆記
- 高級測試技能 - Docker基礎
1、鏡像是什麼
鏡像是一種輕量級、可執行的獨立軟件包，用來打包軟件運行環境和基於運行環境開發的軟件，它包含運行某個軟件所需的所有內容，包括代碼、運行時環境、庫、環境變量和配置文件。
即：所有的應用，直接打包成Docker鏡像，就可以直接跑起來！
2、Docker鏡像獲取的方式
- 從倉庫中拉取鏡像（
docker pull）。 - 從本地文件中載入鏡像（
docker load）。 - 由容器生成新的鏡像（
docker commit）。 - 自己構建新的鏡像（
docker build）。
3、Docker鏡像加載原理
（1）UnionFS（聯合文件系統）
Union文件系統（UnionFS）是一種分層、輕量級並且高性能的文件系統，它支持對文件系統的修改作為一次提交，來一層層的疊加。- 同時可以將不同目錄，掛載到同一個虛擬文件系統下（
unite several directories into a single virtual filesystem）。 Union文件系統是Docker鏡像的基礎。- 鏡像可以通過分層來進行繼承，基於基礎鏡像（沒有父鏡像概念），可以製作各種具體的應用鏡像。
總結：一次同時加載多個文件系統，但從外面看起來，只能看到一個文件系統，聯合加載會把各層文件系統疊加起來，這樣最終的文件系統會包含所有底層的文件和目錄。
我們下載鏡像的時候，看到的一層層就是這個，如下：
[root@192 /]# docker pull redis
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/redis
a076a628af6f: Already exists # 本地種已存在基礎鏡像
f40dd07fe7be: Pull complete # 一層一層下載
ce21c8a3dbee: Pull complete # 一層一層疊加
ee99c35818f8: Pull complete
56b9a72e68ff: Pull complete
3f703e7f380f: Pull complete
Digest: sha256:0f97c1c9daf5b69b93390ccbe8d3e2971617ec4801fd0882c72bf7cad3a13494
Status: Downloaded newer image for redis:latest
docker.io/library/redis:latest
所以這種UnionFS（聯合文件系統）來管理鏡像是非常高效和節省空間的。
（2）Docker鏡像加載原理
Docker的鏡像實際上由一層一層的文件系統組成，這種層級的文件系統UnionFS（聯合文件系統）。
分為兩個部分：
bootfs（boot file system）：主要包含bootloader和kernel（Linux內核），bootloader主要是引導加載kernel，Linux剛啟動時會加載bootfs文件系統，而在Docker鏡像的最底層也是bootfs這一層，這與我們典型的Linux/Unix系統是一樣的，包含boot加載器和內核。當boot加載完成之後，整個內核就都在內存中了，此時內存的使用權已由bootfs轉交給內核，此時系統也會卸載bootfs。
即：系統啟動時需要的引導加載，這個過程會需要一定時間。就是黑屏到開機之間的這麼一個過程。電腦、虛擬機、Docker容器啟動都需要的過程。在說回鏡像，所以這一部分，無論是什麼鏡像都是公用的。rootfs（root file system）：rootfs在bootfs之上。包含的就是典型Linux系統中的/dev，/proc，/bin，/etc等標準目錄和文件。rootfs就是各種不同的操作系統發行版，比如Ubuntu，CentOS等等。
即：鏡像啟動之後的一個小的底層系統，這就是我們之前所說的，容器就是一個小的虛擬機環境，比如Ubuntu，CentOS等，這個小的虛擬機環境就相當於rootfs。
bootfs和rootfs關係如下圖：
平時我們安裝進虛擬機的CentOS系統都是好幾個G，為什麼Docker這裡才200M？
如下：
[root@192 /]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos latest 300e315adb2f 3 months ago 209MB
對於一個精簡的OS系統，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序庫就可以了，因為底層直接用Host（宿主機）的kernel（也就是宿主機或者服務器的boosfs+內核），自己只需要提供rootfs就可以了。
由此可見對於不同的Linux發行版，bootfs基本是一致的，rootfs會有差別，因此不同的發行版可以公用bootfs部分。
這就是我們之前說：虛擬機的啟動是分鐘級的，容器的啟動是秒級的。
