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news 2025/10/24 9:08:20

网站设计规划书例子,wordpress 邮件美化,新建网站怎样绑定域名,互联网挣钱项目平台Docker 镜像以及镜像分层 1 什么是镜像2 Docker镜像加载原理2.1 UnionFs#xff1a;联合文件系统2.2 Docker镜像加载原理2.3 Docker镜像的特点 3 镜像的分层结构4 可写的容器层 1 什么是镜像镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包#xff0c;用来打包软件运行环境和基于运行… Docker 镜像以及镜像分层 1 什么是镜像2 Docker镜像加载原理2.1 UnionFs联合文件系统2.2 Docker镜像加载原理2.3 Docker镜像的特点 3 镜像的分层结构4 可写的容器层 1 什么是镜像镜像是一种轻量级、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 Docker镜像是由文件系统叠加而成。最底端是一个引导文件系统即bootfs这很像典型的Linu/Unix的引导文件系统。Docker 用户几乎永远不会和引导文件系统有什么交互。实际上当一个容器启动后它将会被移到内存中而引导文件系统则会被卸载ummount以留出更多的内存供initrd 磁盘镜像使用。到目前为止Docker看起来还很像一个典型的Linux 虚拟化栈。实际上Docker镜像的第二层是root文件系统 rootfs它位于引导文件系统之上。rootfs可以是一种或多种操作系统如Debian或者 Ubuntu文件系统。在传统的Linux 引导过程中root文件系统会最先以只读的方式加载当引导结束并完成了完整性检查之后它才会被切换为读写模式。但是在 Docker里root文件系统永远只能是只读状态并且Docker利用联合加载union mount技术又会在root文件系统层加载更多的只读文件系统。联合加载指的是一次同时加载多个文件系统但是在外面看起来只能看到一个文件系统。联合加载会将各层文件系统叠加到一起这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。 Docker 将这样的文件系统称为镜像。一个镜像可以放到另一个镜像的顶部。位于下面的镜像称为父镜像parent image可以依次类推直到镜像栈的最底部最底部的镜像称为基础镜像base image。最后当从一个镜像启动容器时Docker会在该镜像的最顶层加载一个读写文件系统。我们想在Docker中运行的程序就是在这个读写层中执行的。 2 Docker镜像加载原理 2.1 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UnionFs联合文件系统是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。 2.2 Docker镜像加载原理 Docker的镜像实际上由一层一层的UnionFs文件系统组成bootfs主要包含 bootloader和 Kernelbootloader主要是引导加 kernelLinux刚启动时会加bootfs文件系统在 Docker镜像的最底层是bootfs这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的包含bootfs加载器和内核当bootfs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。 rootfs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等等简单理解对于Docker安装OS来说就是Docker使用了Linux本身的bootfs只需要安装自己所需的rootfs。对于Docker安装普通镜像来说就是Docker本身是分层下载镜像所以可以提取出公共层镜像进行复用。 2.3 Docker镜像的特点 Docker镜像都是只读的当容器启动时一个新的可写层加载到镜像的顶部这一层就是我们通常说的容器层容器之下的都叫镜像层 3 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 apache2。 ④ 容器启动时运行 bash。构建过程如下图所示可以看到新镜像是从 base 镜像一层一层叠加生成的。每安装一个软件就在现有镜像的基础上增加一层。为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构呢最大的一个好处就是 - 共享资源。比如有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来那么 Docker Host 只需在磁盘上保存一份 base 镜像(因为镜像的ID唯一)同时内存中也只需加载一份 base 镜像就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享我们将在后面更深入地讨论这个特性。这时可能就有人会问了如果多个容器共享一份基础镜像当某个容器修改了基础镜像的内容比如 /etc 下的文件这时其他容器的 /etc 是否也会被修改答案是不会修改会被限制在单个容器内。这就是我们接下来要学习的容器 Copy-on-Write 特性。 4 可写的容器层 Docker 镜像层都是只读的容器层是可写的当容器启动时一个新的可写层被加载到镜像的顶部。这一层通常被称作“容器层”“容器层”之下的都叫“镜像层” 所有对容器的改动·无论添加、删除、还是修改文件都只会发生在容器层中。只有容器层是可写的容器层下面的所有镜像层都是只读的。镜像层数量可能会很多所有镜像层会联合在一起组成一个统一的文件系统。如果不同层中有一个相同路径的文件比如 /a上层的 /a 会覆盖下层的 /a也就是说用户只能访问到上层中的文件 /a。在容器层中用户看到的是一个叠加之后的文件系统。添加文件在容器中创建文件时新文件被添加到容器层中。读取文件在容器中读取某个文件时Docker 会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到打开并读入内存。修改文件在容器中修改已存在的文件时Docker 会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到立即将其复制到容器层然后修改之。删除文件在容器中删除文件时Docker 也是从上往下依次在镜像层中查找此文件。找到后会在容器层中记录下此删除操作。只有当需要修改时才复制一份数据这种特性被称作 Copy-on-Write。可见容器层保存的是镜像变化的部分不会对镜像本身进行任何修改。这样就解释了我们前面提出的问题容器层记录对镜像的修改所有镜像层都是只读的不会被容器修改所以镜像可以被多个容器共享。
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