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docker分層結構
如圖所示，容器是由最上面可讀可寫的容器層，以及若干個只讀鏡像層組成，創(chuàng)建容器時，容器中的 數據都來自鏡像層。這樣的分層機構最大的特點是寫時復制：
1、容器中新生成的數據會直接存放在容器層，也可以稱之為可寫層。
2、修改容器中現有的數據會先從鏡像層將數據復制到容器層，修改后的數據就會直接保存在容器層，而鏡像層數據不會有任何變化。
3、如果多個鏡像層中有相同的命名文件，在容器層只會看到最上面鏡像層的內容。
聯(lián)合掛載技術?
Docke鏡像采用這種分層構建設計，能使鏡像結構和容器的創(chuàng)建，共享和分發(fā)變得非常高效，每個鏡 像層可以稱之為layer，這些layer被存放在了/var/lib/docker/volume//目錄下，這里 的storage-driver可以有很多種，比如AUFS、OverlayFS、VFS、Brtfs等。可以通過docker info命令查 看存儲驅動，通常Ubuntu類的系統(tǒng)默認采用的是AUFS，Centos7.1+系列采用的是OverlayFS。
OverlayFS是一種堆疊文件系統(tǒng)，它依賴并建立在其它的文件系統(tǒng)之上（例如ext4fs和xfs等等），并 不直接參與磁盤空間結構的劃分，僅僅將原來底層文件系統(tǒng)中不同的目錄進行合并，然后向用戶呈現，這 也就是聯(lián)合掛載技術，如圖所示。 而Linux內核為Docker提供的OverlayFS驅動有兩種：overlay和 overlay2。而overlay2是相對于overlay的一種改進，在inode利用率方面比overlay更有效。但是overlay 有環(huán)境需求：Docker版本17.06.02+，宿主機文件系統(tǒng)需要是ext4或xfs格式。
data volume?
默認情況下，在容器內創(chuàng)建的所有文件都存儲在可寫容器層上。這意味著，當該容器不再存在時，數 據將不會持久保存，并且如果另一個進程需要它，則可能很難從容器中取出數據。為了能夠保存持久化數 據，Docker提出了volume的概念。
為了能夠保存持久化數據，Docker提出了volume的概念。簡單來說，volume就是目錄或者文件， 它可以繞過默認的聯(lián)合文件系統(tǒng)，而以正常的文件或者目錄的形式存在于Docker Host文件系統(tǒng)上。 Docker為容器提供了兩個選項來將文件存儲在主機中，以便即使容器停止后文件也可以持久存儲。
Volume類型： – Bind mounts 宿主機——》容器 – Docker managed volume 容器——》宿主機
?bind mounts
Bind mounts只需要在創(chuàng)建容器時，使用-v參數指明Docker host目錄或文件和容器目錄或文件映射的對應關系， 將本地的數據映射到容器內，可以使用多個-v映射多個目錄或文件，還需要注意的是目錄只能映射目錄，文件只能映射 文件，不然會報錯。實例如下：
?1、在Docker host中創(chuàng)建目錄，與容器的/usr/share/nginx/html目錄做映射，在容器中/usr/share/nginx/html 目錄已經存在，如果不存在，會自動創(chuàng)建路徑，映射時會隱藏容器中原本的數據，取而代之的是Docker host上的 /html目錄中的數據。
[root@docker ~]# mkdir /html [root@docker ~]# vim /html/index.html welcome to huayuedu!!! [root@docker ~]# docker run --name cynginx -itd -p 80:80 -v /html:/usr/share/nginx/html nginx:latest cc0c8d7ac53af8b29f32aae76b767e51e6c3358ed2b491bd1ef4e0b96e77f3e5 [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1 welcome to huayuedu!!
bind mount?
2、當Docker host上的數據發(fā)生了變化，容器中的數據也會隨著發(fā)生變化，示例如下
[root@docker ~]# echo hello huayu > /html/index.html [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1 hello huay3、就算是把容器刪除，也不會影響到Docker host上的數據，示例如下。
[root@docker ~]# docker stop cynginx cynginx [root@docker ~]# docker rm cynginx cynginx [root@docker ~]# cat /html/index.html hello huay
bind mount?
4、此外，Bind mounts還可以指定數據的讀寫權限，默認權限是可讀可寫，示例如下，在映射volume時，指定 容器中的文件權限只讀，那么在容器內該文件只能被讀取，無法修改，這樣也提高了容器的安全性
[root@docker ~]# docker run --name cynginx1 -itd -p 80:80 -v /html/index.html:/usr/share/nginx/html/ index.html:ro nginx:latest [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1 hello huayu [root@docker ~]# docker exec -it cynginx1 /bin/bash root@0555f35f03e8:/# echo huayu123 > /usr/share/nginx/html/index.html bash: /usr/share/nginx/html/index.html: Read-only file system通過上面的示例，我們已經理解了Bind mounts的使用，但是它也有自身的不足之處，使用時需要指定Docker host上的文件或目錄為源數據，這樣就限制了容器的可移植性。例如，當需要把容器移動到其他的Docker host上的時 候，如果對方Docker host上沒有源數據庫，或者路徑不相同，操作會失敗
docker managed volum
?第二種volume類型是由Docker管理的volume，與Bind mounts相比，Docker管理的volume在使用時不需要指 定Docker host路徑，Docker管理的volume具有以下幾個優(yōu)點：
1、與Bind mounts相比，Docker管理的volume更易于備份或遷移。
2、用戶可以使用Docker CLI命令或Docker API管理volume。
3、volume在Linux和Windows容器上均可工作。
4、可以在多個容器之間更安全地共享volume，提供volume加密功能。
6、可以通過容器預先填充新volume的內容。
實例如下：
1、通過-v告訴Docker需要一個volume，并將其mount到/usr/share/nginx/html目錄，那么Docker會在 /var/lib/docker/volumes/目錄下創(chuàng)建volume。[root@docker ~]# docker run --name cynginx2 -itd -p 80:80 -v /usr/share/nginx/html/ nginx 22c875d19f3f12c8528e8f5316395305c04b3f127cdb5d877e57c055d1933fa72、使用docker inspect查看容器的mounts部分，可以看到docker host上的 /var/lib/docker/volumes/6adbe6c8051f58c1d5cc2e8a12faaf1e6aa60b1075433b33a410a5d55cd8e69c/_data目錄已經掛在到容器中 /usr/share/nginx/html目錄下，但是查看Docker host的volume中內容，內容是容器中的數據。也就是說使用Docker管理的volume，在做映射時，會把容 器中的數據映射到Docker host
[root@docker ~]# docker inspect cynginx2 "Mounts": [ { "Type": "volume", "Name": "6adbe6c8051f58c1d5cc2e8a12faaf1e6aa60b1075433b33a410a5d55cd8e69c", "Source": "/var/lib/docker/volumes/6adbe6c8051f58c1d5cc2e8a12faaf1e6aa60b1075433b33a410a5d55cd8e69c/_data", "Destination": "/usr/share/nginx/html", ...... [root@docker ~]#ls /var/lib/docker/volumes/6adbe6c8051f58c1d5cc2e8a12faaf1e6aa60b1075433b33a4 10a5d55cd8e69c/_data 50x.html index.html3、我們修改volume中的數據，再訪問，發(fā)現volume中修改的數據會同步到容器中的。
[root@docker ~]# echo huayu1234 > /var/lib/docker/volumes/6adbe6c8051f58c1d5cc2e8a12faaf1e6aa6 0b1075433b33a410a5d55cd8e69c/_data/index.html [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1 huayu12344、我們還可以是使用docker volume命令查看docker管理的有哪些volume，并且還可以創(chuàng)建volume，示例如 下，創(chuàng)建一個volume，名為cyhuayu。在創(chuàng)建新的容器時，可以直接指定使用該volume。
[root@docker ~]# docker volume ls DRIVER VOLUME NAME local 6adbe6c8051f58c1d5cc2e8a12faaf1e6aa60b1075433b33a410a5d55cd8e69c [root@docker ~]# docker volume create cyhuayu cyhuayu [root@docker ~]# docker volume ls DRIVER VOLUME NAME local 6adbe6c8051f58c1d5cc2e8a12faaf1e6aa60b1075433b33a410a5d55cd8e69c local cyhuayu [root@docker ~]# docker run --name cynginx3 -itd -p 81:80 -v cyhuayu:/usr/share/nginx/html/ nginx:latest 072c6758e9a815f2421861a54bfc8168eaf286df66f1d3187bc3c4141880e52f
?兩種volume不同點
在使用docker volume命令創(chuàng)建volume時，volume默認都是存在在本地的，實際上本地的volume 就是一個目錄。除此之外Docker還支持在外部存儲系統(tǒng)上創(chuàng)建volume，比如：NFS、Ceph等。
目前我們已經學習了Docker的兩種volume的理論和基本操作，它們兩者之間的相同點都是使用 Docker host文件系統(tǒng)中的某個路徑。不同點如下表所示：
容器之間數據共享
?實現容器間數據共享的方法如下：
– 第一種方法是將共享數據放在volume中，然后將其mount到多個容器。
– 第二種方法是使用volume container，volume container是用來為其他容器提供volume的容器。 這樣可以提高容器的可移植性。
– 第三種方法是將數據打包到鏡像中，然后通過--volumes-from共享
第一種方法?
第一種方法是將共享數據放在volume中，然后將其mount到多個容器。示例如下，創(chuàng)建由三個nginx容器組成的 web集群，使用相同的html文件。在使用-v指定volume時，可以是Docker host的路徑或者是Docker創(chuàng)建的volume。
[root@docker ~]# docker run --name apache1 -itd -p 8081:80 -v /html:/usr/share/nginx/html/ nginx:latest [root@docker ~]# docker run --name apache2 -itd -p 8082:80 -v /html:/usr/share/nginx/html/ nginx:latest [root@docker ~]# docker run --name apache3 -itd -p 8083:80 -v /html:/usr/share/nginx/html/ nginx:latest [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1:8081 hello huayu [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1:8082 hello huayu [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1:8083 hello huay
第二種方法?
第二種方法是使用volume container，volume container是用來為其他容器提供volume的容器。這樣可以提高容 器的可移植性。
創(chuàng)建volume container，容器名為cy_data，使用-v指定了volume，提供html文件。需要注意的是，這里使用的 是docker create創(chuàng)建的容器，也就是說容器只是創(chuàng)建了，并未啟動，因為volume container只是提供數據，自身并不 需要運行
[root@docker ~]# docker create --name cy_data -v /html:/usr/share/nginx/html busybox 創(chuàng)建新的nginx容器，使用參數--volumes-from指定使用cy_data容器提供的volume。 [root@docker ~]# docker run --name cynginx1 -itd -p 8081:80 --volumes-from cy_data nginx [root@docker ~]# docker run --name cynginx2 -itd -p 8082:80 --volumes-from cy_data nginx [root@docker ~]# docker run --name cynginx3 -itd -p 8083:80 --volumes-from cy_data ngin通過docker inspect查看容器信息中的Mounts部分，可以看到新創(chuàng)建的nginx容器已經使用了cy_data容器所提供 的volume。經過驗證三個nginx容器中的html文件一樣。
[root@docker ~]# docker inspect cynginx1 [root@docker ~]# echo welcome to huayuedu > /html/index.html [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1:8081 welcome to huayuedu [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1:8082 welcome to huayuedu [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1:8083 welcome to huayued與第一種實現數據共享的方法相比，不必再為每個容器指定volemu，所有volume都在volume container 中定義 好了，容器只需與volume container關聯(lián)，實現了容器與Docker host的解
第三種方法
volume container的數據歸根到底還是在Docker host里，對容器的可移植性有一定的限制。這里可以使用data- packed volume container。其原理是將數據打包到鏡像中，然后通過--volumes-from共享。
示例如下，使用Dockerfile構建鏡像，將Docker host中的數據進行打包。ADD指令是將html目錄中的數據添加到 容器目錄/usr/share/nginx/html中。VOLUME指令的作用與-v效果相同，用來創(chuàng)建volume，并且會把 /usr/share/nginx /html目錄中的數據復制到volume中。
[root@docker ~]# mkdir html/ [root@docker ~]# echo huayu > index.html [root@docker ~]# vim Dockerfile FROM busybox:latest ADD html /usr/share/nginx/html VOLUME /usr/share/nginx/html CMD [“/bin/bash”] [root@docker ~]# docker build -t cy_hy /roo?使用新構建的鏡像創(chuàng)建data-packed volume container，創(chuàng)建新的nginx容器，使用參數--volumes-from 指定使用cy_data123容器提供的volume
[root@docker ~]# docker create --name cy_data123 cy_hy [root@docker ~]# docker run --name cynginx7 -itd -p 8087:80 --volumes-from cy_data123 nginx [root@docker ~]# docker inspect cynginx7 [root@docker ~]# curl http://127.0.0.1:8087 huayu容器能夠正確讀取volume中的數據。data-packed volume container是自包含的，不依賴Docker host 提供數據，具有很強的移植性，非常適合只使用靜態(tài)數據的場景，比如應用的配置信息、web server的靜態(tài)文 件等
總結
1、實現數據共享的方法有：容器指定同一個volume、volume contauner和data-packed volume contauner。
2、volume分為兩類：Bind mounts和Docker managed volume。
3、創(chuàng)建容器時，使用-v參數可以實現容器數據持久化存儲，volume分為兩類：Bind mounts類型是 將volume中的數據復制到容器中，Docker managed volume是將容器中的數據復制到volume中?