Docker 镜像的创建

目录

一、Docker镜像的创建

1、基于已有镜像创建

2、基于本地模板创建

3、基于dockerfile创建

3.1 dockerfile结构

3.2 构建镜像命令

二、镜像分层的原理

1、联合文件系统（UnionFS）

2、镜像加载的原理

三、Dockerfile 操作常用的指令

案例实验

总结：

一、Docker镜像的创建

镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

创建镜像有三种方法，分别为基于已有镜像创建、基于本地模板创建以及基于Dockerfile创建。

1、基于已有镜像创建

原理：将容器里面运行的程序及运行环境打包生成新的镜像

docker commit 【选项】 【容器id】 仓库名:标签

常用选项

选项	描述
-m	说明信息
-a	作者信息
-p	生成过程中停止容器的运行

基于已有镜像创建案例

2、基于本地模板创建

原理：通过导入操作系统模板文件生成新的镜像

wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
#使用wget命令导入为本地镜像docker import debian-7.0-x86-minimal.tar.gz -- debian:v1
或
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz |docker import - debian:v1
#生成镜像docker images
#查看镜像docker run -itd debian:v1 bash
#创建并启动容器

3、基于dockerfile创建

Dockerfile 是一个文本文件，文件中包含了一条条的指令（instruction），用于构建镜像。每一条指定构建一层镜像，因此每一条指令的内容，就是描述该层镜像应当如何构建。

• dockerfile是 自定义镜像 的一个脚本，每条指令对应 Linux 中的一条命令
• dockerfile每行支持一条指令，每条指定可携带多个参数，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

3.1 dockerfile结构

• 基于镜像信息 （linux发行版：比如 centos 、ubuntu、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）

3.2 构建镜像命令

可以在构建镜像时指定资源限制

在编写Dockerfile时，需要遵守严格的格式：

• 第一行必须使用 FROM 指令指明所基于的镜像名称
• 之后使用 MAINTAINER 指令说明维护该镜像的用户信息
• 然后是镜像操作相关指令，如 RUN 指令。每一条指令，都会给基础镜像添加新的一层。
• 最后使用 CMD 指令指定启动容器时，要运行的命令操作

二、镜像分层的原理

Docker 镜像结构的分层

镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。

• Dockerfile中的每一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）
• 镜像层将被缓存和复用（后续的镜像层将基于前面的每一层，每一层都会有下几层的缓存）
• 当Dockerfile的指令修改了，复制的文件变化了，或构件镜像时指定的变量不同了，那么对应的镜像层缓存就会失效（因为后续的操作必然更改前面的镜像层）
• 某一层的镜像缓存失效了之后，它之后的镜像层缓存就都会失效（第一层不成功，那么第二层也会失效）
• 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。

1、联合文件系统（UnionFS）

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。AUFS、OverlayFS 及 Devicemapper 都是一种 UnionFS。
Union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。

从仓库下载时， 我们下看到的一层层的就是联合文件系统

2、镜像加载的原理

• Docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统就是UnionFS。
• bootfs主要包含bootloader和kernel，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，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，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。

• 我们可以理解成一开始内核里什么都没有， ① 操作一个命令下载debian,这是就会在内核上面加一层基础镜像； ② 再安装一个emacs,会在基础镜像上叠加一层image;接着再安装一个apache,又会在images.上面叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。 在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。 ③ 但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs

问：为什么Docker里的centos的大小才200M？

因为对于精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接用宿主机的kernel，自己只需要提供rootfs就可以了。由此可见对于不同的linux发行版，bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，因此不同的发行版可以公用bootfs。

三、Dockerfile 操作常用的指令

指令	含义
FROM	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
MAINTAINER	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images镜像里面的cmd
ENTRYPOINT [“要运行的程序”，“参数1”，“参数2”]	设定容器启动时第一个运行的命令及其参数。可以通过使用命令：docker run --entrypoint 来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容
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或者时一个URL。 ③若源文件时压缩包的则会将其解压。
COPY [源文件/目录] [目标文件/目录]	将本地主机上的文件/目录复制达到目标地点，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，还可以将对象解压， 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]	指定运行容器的用户
WORKDIR [路径]	为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目录， 相当于一个临时的“CD ” ，否则需要使用绝对路径，例如 workdir /opt ，移动到opt目录下， 后续执行的指令都是在/opt下面操作
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

案例实验

构建apache服务

mkdir /opt/apache
cd /opt/apachevim DockerfileFROM centos:7
#基于的基础镜像MAINTAINER this is apacher iamge <ydq>
#维护镜像的用户信息RUN yum -y update
#在基于镜像（centos：7）上执行更新yum仓库RUN yum -y install httpd 
#镜像操作指令安装apache软件EXPOSE 80
#开启80端口ADD index.html /var/www/html/index.html
#FUZHI Dockerfile所在目录下的index.html文件到容器中的/var/www/html目录下//方法一:需要些脚本
ADD run.sh /run.sh
#复制Dockerfile文件所在目录下的run.sh文件到容器中的根目录下
RUN chmod +x /run.sh
#在基于镜像上为根目录下的run.sh文件到容器中的根目录
CMD ["/run.sh"]
#启动容器时运行容器根目录下的run.sh文件//方法二:
ENTRYPOINT ["/usr/sbin/apachectl"]
CMD ["-D","FOREGROUND"]

echo "this is ydq" > index.html
#指定页面内容vim run.sh
#!/bin/bash
rm -rf /run/httpd/*   #删除原有的apache缓存
exec /usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND   #开启apache服务，并开启守护进程

docker build -t httpd:centos7 .
#在Dockerfile所在目录下构建新镜像 httpd:centos7docker images
#查看镜像docker run -d -p 1234:80 httpd:centos7
#后台运行容器，并暴露端口1234

总结：

创建镜像：

①基于现有镜像创建

docker run #创建并启动容器
docker commit #提交创建新的镜像

②基于本地模板创建

从网上下载现有的镜像模板，或使用 docker export 导入本地容器快照模板

docker import 将快照导入成本地镜像

③dockerfile 构建镜像的创建

先用FROM指定基础镜像；

再用MAINTAINER 指定维护人信息；

然后用RUN EXPOSE ADD ENV USER WORKDIR 等指定编写构建镜像的过程；

最后使用CMD/ENTPYPONT 命令启动容器时的执行命令

ENTPYPONT和CMD 区别：

容器启动时执行命令的优先级：

1. docker run --entpypont=命令  镜像  选项  参数
2. ENTPYPONT  [ "命令"，“选项，“参数” ]
3. docker run 镜像 命令 选项 参数
4. CMD  [ "命令"，“选项，“参数” ]

如果在同一个dockerfile 文件中存在ENTPYPONT和CMD，ENTPYPONT会覆盖CMD运行命令，CMD为ENTPYPONT提供选项和参数

ADD和COPY区别：

都可以复制本地文件/目录；

ADD可通过URL路径下载文件并复制到镜像，还可以把本地的tar压缩包进行解压，并复制到镜像中；

COPY还支持配合 --from=选项实现多阶段构建

如何缩小docker构建的镜像体积大小？

• 尽可能减少指令的数量，比如把RUN 的Linux 指令进行合并
• 尽可能使用最简洁的基础镜像，比如centos7
• 使用多阶段（多级）构建dockerfile