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深入浅析docker文件分层(实例详解)

WBOY
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2022-01-28 17:09:333753浏览

本篇文章给大家带来了关于docker文件分层的相关知识,本文使用一个docker container示例,讲述docker的文件分层的一些原理,希望对大家有帮助。

深入浅析docker文件分层(实例详解)

知识预备

  • docker其实是使用了Linux Kernel的一些特性Features来实现的资源隔离,文件系统就是其中一种,但docker为了使资源可以更高效的被利用,采用了分层次的文件系统结构,来实现container的文件系统。
  • 个人觉得原理有点像平行宇宙的概念,有人认为,我们这个宇宙是存在平行宇宙的,也就是我们所做的不同的选择,都会分发出不同宇宙,并持续运行下去,而做梦就是可以游走在这些平行宇宙间。这里也是有点类似,我们打包好的一个镜像后,通过docker run进行运行后,其实就是在这个基础上创建了一个不同的宇宙了,随着container的持续运行,container的内容跟原来的镜像上的东西就会有很多偏差diff,而逐步形成了自己的一个宇宙。

Docker 文件系统

从docker inspect [container-id] --format={{.GraphDriver}}可以获取到各个container的文件系统分层情况

{map[LowerDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b-init/diff:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/diff MergedDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b/merged UpperDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b/diff WorkDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b/work] overlay2}

主要有以下四种

LowerDir

这个是所有基于该镜像的container都会指向同一个的文件系统,是镜像层,所有的container都会使用该层。

那么该层是从哪里来的呢,我们可以看下我们的所用的镜像

MergedDir

这个是不同的container会结合Lower层和Upper层,来提供给container中的最终文件系统

UpperDir

这个是记录不同的container的操作,再通过Lower层的对比比较,可以生成一个Merge层

WorkDir

暂未深入了解

示例

docker run -d alpine:latest

查看镜像层的文件系统信息

docker inspect alpine --format={{.GraphDriver}}
{map[MergedDir:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/merged UpperDir:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/diff WorkDir:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/work] overlay2}

注意到UpperDir,这个是镜像的upper层,也就是我们可以在这层面去做修改啥的,会影响之后创建的container

查看container的文件系统信息

docker inspect 9a118484ba --format={{.GraphDriver}}
{map[LowerDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14-init/diff:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/diff MergedDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14/merged UpperDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14/diff WorkDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14/work] overlay2}

可以看到container的Lower层,就是镜像的upper层,我们对container所作的修改,都会在upper层进行体现,并且有merged层进行整理后展示给container。

我们可以用命令行查看container文件系统的变化情况

docker diff 9a118484ba

由于我们未对container进行操作,所以现在这个container跟镜像是无差异的

我们再启动一个container,并且让他sleep 300秒,然后进去container修改一些文件信息

# docker exec -it ca91bb /bin/sh

/ # echo "helloWorld" > /tmp/hello.txt

查看container文件系统的变化情况

docker diff ca91bbffb801

C /root
C /root/.ash_history
C /tmp
A /tmp/hello.txt

可以看到,我们对文件系统做了这些改动,均被记录下来了

这些内容,其实就在UpperDir的目录下

tree -L 1 diff/

diff/
├── root
└── tmp2 directories, 0 files

从宿主机修改container内容

  • 从以上的实验中,我们可以知道,upper层就是增加的内容,通过同lower层进行merge,来反映container的变化。那么我们是否可以直接修改upper层,来对container进行操作呢?

    我们在upper所在的目录中,增加一个目录demo,并且在里面touch一个文件

    # tree -L 2 ./
    
    ./
    ├── demo
    │   └── mytest.log
    ├── root
    └── tmp
        └── hello.txt

    我们从container看看是否可以看到我们所创建的文件

    /demo # pwd
    /demo
    /demo # ls
    mytest.log

    可以看到,已经生效了,所以,如果我们要初始化掉这个container,可以直接将upper层的内容进行全部删除即可。

应用

  • 查找软件安装痕迹

    在之前做项目的过程中,客户总是需要我们提供,我们这个代理软件到底会去修改哪些内容,一直也没有找到比较好的方法去给客户提供,从这个docker的分层文件的应用来看,我们可以把代理部署在一个container上面,然后就可以一目了然地发现软件会修改哪些目录和文件了。

  • 快速恢复container

  • 快速同container文件系统交互

  • 保护底层的文件系统不被破坏

  • 节省宿主机空间

推荐学习:《docker视频教程

以上是深入浅析docker文件分层(实例详解)的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

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