1 手動(dòng)制作docker鏡像

以制作sshd+nginx鏡像為例

1.1 啟動(dòng)基礎(chǔ)容器

docker run -it --name ssh_nginx centos:centos7

1.2 容器中安裝服務(wù)

yum -y install openssh-server epel-release initscripts
yum -y install nginx

# 生成ssh server的公私鑰
/usr/sbin/sshd-keygen

1.3 配置初始化腳本

mkdir /script
vi /script/init.sh

#! /bin/bash
if [ -z $SSH_PWD ]
        then
                SSH_PWD="centos"
fi
echo $SSH_PWD | passwd --stdin root
/usr/sbin/sshd start && /usr/sbin/nginx -g "daemon off;"

1.4 把容器提交為鏡像

docker container commit [OPTIONS] 容器名字或ID 新的鏡像名[:TAG]

docker container commit centos:centos7 ssh_nginx:v1

1.5 測(cè)試鏡像功能

拉起docker鏡像，使用-e參數(shù)給容器內(nèi)的變量SSH_PWD賦值，-p將物理機(jī)的端口映射給docker

docker run  -d --name  ssh_nginx_test  -p 822:22 -p 880:80 -e "SSH_PWD=123" ssh_nginx:v1 /bin/bash /script/init.sh

測(cè)試鏡像的功能

ssh 127.0.0.1 -p 822
curl 127.0.0.1:880

2 使用dockerfile

Dockerfile可以通過 docker build 命令來構(gòu)建鏡像，運(yùn)行該命令需要指定DockerFile的位置以及要構(gòu)建的鏡像名稱

2.1 FROM 指定基礎(chǔ)鏡像

是必備的指令，并且必須是第一條指令。
FROM 基礎(chǔ)鏡像名 如果沒有基礎(chǔ)鏡像 FROM scratch

2.2 RUN 執(zhí)行命令

RUN 命令，就像直接在命令行中輸入的命令一樣。
Dockerfile 中每一個(gè)指令都會(huì)建立一層，每一個(gè) RUN 的行為，就會(huì)新建立一層臨時(shí)鏡像，在其上執(zhí)行這些命令，執(zhí)行結(jié)束后，commit 這一層的修改，構(gòu)成新的鏡像。所以一般使用\來執(zhí)行多行命令

RUN set -x; buildDeps='gcc libc6-dev make wget' \
    && apt-get update \
    && apt-get install -y $buildDeps \
    && wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz" \
    && mkdir -p /usr/src/redis \
    && tar -xzf redis.tar.gz -C /usr/src/redis --strip-components=1 \
    && make -C /usr/src/redis \
    && make -C /usr/src/redis install \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/* \
    && rm redis.tar.gz \
    && rm -r /usr/src/redis \
    && apt-get purge -y --auto-remove $buildDeps

2.3 COPY 復(fù)制文件

復(fù)制文件
COPY [--chown=user:group] 宿主機(jī)源路徑... 容器內(nèi)路徑

例子：

COPY --chown=bin files* /mydir/

2.4 ADD 復(fù)制文件

復(fù)制文件的時(shí)候，支持自動(dòng)解壓縮gzip，bzip2 以及xz。
ADD [--chown=user:group] 宿主機(jī)源路徑... 容器內(nèi)路徑

添加多個(gè)文件時(shí)，容器內(nèi)路徑需要以/結(jié)尾

在 COPY 和 ADD 指令中選擇的時(shí)候，可以遵循這樣的原則，所有的文件復(fù)制均使用 COPY 指令，僅在需要自動(dòng)解壓縮的場(chǎng)合使用 ADD

例子：

ADD ubuntu-xenial-core-cloudimg-amd64-root.tar.gz /

2.5 CMD 容器啟動(dòng)命令

指定默認(rèn)的容器主進(jìn)程的啟動(dòng)命令。在運(yùn)行時(shí)可以指定新的命令來替代鏡像設(shè)置中CMD的這個(gè)默認(rèn)命令。
CMD ["可執(zhí)行文件", "參數(shù)1", "參數(shù)2"...] 注意使用雙引號(hào)
或CMD shell命令

例子：

CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

2.6 ENTRYPOINT 容器啟動(dòng)命令

指定容器啟動(dòng)程序及參數(shù)，在運(yùn)行時(shí)指定的新命令會(huì)接在ENTRYPOINT的命令后充當(dāng)參數(shù)或后續(xù)命令
ENTRYPOINT ["可執(zhí)行文件", "參數(shù)1", "參數(shù)2"...] 注意使用雙引號(hào)
或ENTRYPOINT shell命令
例子：

ENTRYPOINT ["nginx", "-g", "daemon off;"]

2.7 ENV 設(shè)置環(huán)境變量

設(shè)置環(huán)境變量，后面的其它指令和是運(yùn)行時(shí)的應(yīng)用，都可以直接使用這里定義的環(huán)境變量
ENV key1=value1 key2=value2...

例子：

ENV PWD=345!@ DEBUG=on \
    NAME="Happy Feet"

2.8 VOLUME 定義匿名卷

容器運(yùn)行時(shí)應(yīng)該盡量避免在容器內(nèi)進(jìn)行寫操作，對(duì)于需要經(jīng)常保存數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可以將寫入的目錄定義為VOLUME，避免用戶在使用時(shí)不指定掛載。VOLUME自動(dòng)掛載到容器外部，避免向容器內(nèi)大量寫入。
在運(yùn)行容器時(shí)，可以使用-v參數(shù)替代VOLUME的掛載配置
VOLUME 路徑1 路徑2或VOLUME ["路徑1", "路徑2"...]

例子：

VOLUME /myvol

2.9 EXPOSE 暴露端口

聲明容器運(yùn)行時(shí)提供服務(wù)的端口，有2個(gè)作用：

幫助鏡像使用者理解這個(gè)鏡像服務(wù)的守護(hù)端口，以方便配置映射；
在運(yùn)行容器使用隨機(jī)端口映射時(shí)，也就是 docker run -P 時(shí)，會(huì)自動(dòng)隨機(jī)映射 EXPOSE 的端口。

EXPOSE 端口1 [端口2...]
例子：

EXPOSE 80 443

2.10 WORKDIR 指定工作目錄

指定工作目錄，以后各層的當(dāng)前目錄就被改為指定的目錄，如該目錄不存在，WORKDIR 會(huì)幫你建立目錄
WORKDIR 工作目錄路徑
例子：

WORKDIR /app

RUN echo "hello" > world.txt

2.11 HEALTHCHECK 健康檢查

當(dāng)在一個(gè)鏡像指定了 HEALTHCHECK 指令后，用其啟動(dòng)容器，初始狀態(tài)會(huì)為 starting，在 HEALTHCHECK 指令檢查成功后變?yōu)?healthy，如果連續(xù)一定次數(shù)失敗，則會(huì)變?yōu)?unhealthy。
CMD命令的返回值決定了該次健康檢查的成功與否：0成功、1失敗。
HEALTHCHECK [選項(xiàng)] CMD 命令：設(shè)置檢查容器健康狀況的命令，CMD后面的命令格式["可執(zhí)行文件", "參數(shù)1", "參數(shù)2"...]或shell命令
HEALTHCHECK NONE：如果基礎(chǔ)鏡像有健康檢查指令，屏蔽掉其健康檢查指令

支持下列選項(xiàng)：
--interval=間隔：兩次健康檢查的間隔，默認(rèn)為 30 秒；
--timeout=時(shí)長(zhǎng)：健康檢查命令運(yùn)行超時(shí)時(shí)間，默認(rèn) 30 秒；
--retries=次數(shù)：當(dāng)連續(xù)失敗指定次數(shù)后，則將容器狀態(tài)視為 unhealthy，默認(rèn) 3 次。

例子：

HEALTHCHECK --interval=5s --timeout=3s CMD cat /var/run/auditd.pid > /dev/null

2.12 LABEL 為鏡像添加元數(shù)據(jù)

以鍵值對(duì)的形式為鏡像添加一些元數(shù)據(jù)
LABEL key=value key=value key=value ...

2.13 docker build

以dockerfile創(chuàng)建鏡像，PATH為dockerfile所在目錄
docker build -t name:tag PATH

2.14 dockerfile 例子，制作ssh+nginx鏡像

準(zhǔn)備工作目錄

mkdir -p /docker/ssh_nginx

準(zhǔn)備dockerfile、初始化腳本、健康檢查腳本。

dockerfile中定義WORKDIR目錄為/script，并在其中傳入腳本；定義環(huán)境變量SSH_PWD；暴露端口22和80
初始化腳本使用環(huán)境變量SSH_PWD初始化用戶密碼，也可以在docker run時(shí)使用-e修改環(huán)境變量SSH_PWD
健康檢查腳本，檢查服務(wù)狀態(tài)，返回0或1

# dockerfile
vim /docker/ssh_nginx/dockerfile

FROM centos:centos7
RUN mkdir /etc/yum.repos.d/backup \
   && mv /etc/yum.repos.d/*.repo /etc/yum.repos.d/backup \
   && curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo \
   && curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo \
   && yum -y install openssh-server initscripts nginx \
   && /usr/sbin/sshd-keygen
WORKDIR /script
ENV SSH_PWD="123456"
ADD init.sh health_check.sh ./
EXPOSE 22 80
ENTRYPOINT ["/bin/bash", "init.sh"]
HEALTHCHECK --interval=5s --timeout=3s CMD bash health_check.sh

# 初始化腳本
vim /docker/ssh_nginx/init.sh

#! /bin/bash
echo $SSH_PWD | passwd --stdin root
/usr/sbin/sshd && /usr/sbin/nginx -g "daemon off;"

# 健康檢查腳本
vim /docker/ssh_nginx/health_check.sh

if curl 127.0.0.1:80 &> /dev/null && ps -ef | grep "/usr/sbin/ssh[d]" > /dev/null ;then
    exit 0
else
    exit 1
fi

創(chuàng)建鏡像

docker build -t ssh_nginx:v2 /docker/ssh_nginx/

簡(jiǎn)單運(yùn)行鏡像，使用隨機(jī)端口映射

docker run -d -P ssh_nginx:v2

3 docker鏡像分層

3.1 分層結(jié)構(gòu)

為什么說是鏡像分層技術(shù)，因?yàn)镈ocker 鏡像是以層來組織的，我們可以通過命令 docker image inspect <image> 或者 docker inspect <image> 來查看鏡像包含哪些層。下面是一個(gè)示例。

[root@docker ~]# docker image inspect busybox:latest
...
"RootFS": {
     "Type": "layers",
     "Layers": [
          "sha256:195be5f8be1df6709dafbba7ce48f2eee785ab7775b88e0c115d8205407265c5"
      ]
 },

如上圖所示，其中 RootFS 就是鏡像 busybox:latest 的鏡像層，只有一層，那么這層數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在宿主機(jī)哪里的呢？好問題。動(dòng)手實(shí)踐的同學(xué)會(huì)在上面的輸出中看到一個(gè)叫做 GraphDriver 的字段內(nèi)容如下。

"GraphDriver": {
            "Data": {
                "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/cd7a.../diff",
                "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/da4c.../merged",
                "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/da4c../diff",
                "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/da4c.../work"
            },
            "Name": "overlay2"
        },

GraphDriver 負(fù)責(zé)鏡像本地的管理和存儲(chǔ)以及運(yùn)行中的容器生成鏡像等工作，可以將 GraphDriver 理解成鏡像管理引擎，我們這里的例子對(duì)應(yīng)的引擎名字是 overlay2（overlay 的優(yōu)化版本）。除了 overlay 之外，Docker 的 GraphDriver 還支持 btrfs、aufs、devicemapper、vfs 等。

我們可以看到其中的 Data 包含了多個(gè)部分，這個(gè)對(duì)應(yīng) OverlayFS 的鏡像組織形式，在下面我們?cè)龠M(jìn)行詳細(xì)介紹。雖然我們上面的例子中的 busybox 鏡像只有一層，但是正常情況下很多鏡像都是由多層組成的。

這個(gè)時(shí)候很多同學(xué)應(yīng)該會(huì)有這么一個(gè)疑問，鏡像中的層都是讀寫的，那么我們運(yùn)行著的容器的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在哪里的呢？

鏡像和容器在存儲(chǔ)上的主要差別就在于容器多了一個(gè)讀寫層。鏡像由多個(gè)只讀層組成，通過鏡像啟動(dòng)的容器在鏡像之上加了一個(gè)讀寫層。下圖是官方的一個(gè)配圖。我們知道可以通過 docker commit 命令基于運(yùn)行時(shí)的容器生成新的鏡像，那么 commit 做的其中一個(gè)工作就是將讀寫層數(shù)據(jù)寫入到新的鏡像中。下圖是一個(gè)示例圖：

Container最上面是一個(gè)可寫的容器層，以及若干只讀的鏡像層組成，Container的數(shù)據(jù)就存放在這些層中，這樣的分層結(jié)構(gòu)最大的特性是Copy-On-Write(寫時(shí)復(fù)制):

1、新數(shù)據(jù)會(huì)直接存放在最上面的Container層。

2、修改現(xiàn)有的數(shù)據(jù)會(huì)先從Image層將數(shù)據(jù)復(fù)制到容器層，修改后的數(shù)據(jù)直接保存在Container層，Image層保持不變。
所有寫入或者修改運(yùn)行時(shí)容器的數(shù)據(jù)都會(huì)存儲(chǔ)在讀寫層，當(dāng)容器停止運(yùn)行的時(shí)候，讀寫層的數(shù)據(jù)也會(huì)被同時(shí)刪除掉。因?yàn)殓R像層的數(shù)據(jù)是只讀的，所有如果我們運(yùn)行同一個(gè)鏡像的多個(gè)容器副本，那么多個(gè)容器則可以共享同一份鏡像存儲(chǔ)層，下圖是一個(gè)示例。

3.2 UnionFS

Docker 的存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)是基于 Union File System，簡(jiǎn)稱 UnionFS，中文可以叫做聯(lián)合文件系統(tǒng)。UnionFS 設(shè)計(jì)將其他文件系統(tǒng)聯(lián)合到一個(gè)聯(lián)合掛載點(diǎn)的文件系統(tǒng)服務(wù)。

所謂聯(lián)合掛載技術(shù)，是指在同一個(gè)掛載點(diǎn)同時(shí)掛載多個(gè)文件系統(tǒng)，將掛載點(diǎn)的源目錄與被掛載內(nèi)容進(jìn)行整合，使得最終可見的文件系統(tǒng)將會(huì)包含整合之后的各層的文件和目錄。

舉個(gè)例子：比如我們運(yùn)行一個(gè) ubuntu 的容器。由于初始掛載時(shí)讀寫層為空，所以從用戶的角度來看：該容器的文件系統(tǒng)與底層的 rootfs 沒有區(qū)別；然而從內(nèi)核角度來看，則是顯式區(qū)分的兩個(gè)層。

當(dāng)需要修改鏡像中的文件時(shí)，只對(duì)處于最上方的讀寫層進(jìn)行改動(dòng)，不會(huì)覆蓋只讀層文件系統(tǒng)的內(nèi)容，只讀層的原始文件內(nèi)容依然存在，但是在容器內(nèi)部會(huì)被讀寫層中的新版本文件內(nèi)容隱藏。當(dāng) docker commit 時(shí)，讀寫層的內(nèi)容則會(huì)被保存。

寫時(shí)復(fù)制（Copy On Write）
這里順便介紹一下寫實(shí)復(fù)制技術(shù)。

我們知道 Linux 系統(tǒng)內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)首先掛載的 rootfs 是只讀的，在系統(tǒng)正式工作之后，再將其切換為讀寫模式。Docker 容器啟動(dòng)時(shí)文件掛載類似 Linux 內(nèi)核啟動(dòng)的方式，將 rootfs 設(shè)置為只讀模式。不同之處在于：在掛載完成之后，利用上面提到的聯(lián)合掛載技術(shù)在已有的只讀 rootfs 上再掛載一個(gè)讀寫層。

讀寫層位于 Docker 容器文件系統(tǒng)的最上層，其下可能聯(lián)合掛載多個(gè)只讀層，只有在 Docker 容器運(yùn)行過程中文件系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)，才會(huì)把變化的文件內(nèi)容寫到可讀寫層，并隱藏只讀層的老版本文件，這就叫做 寫時(shí)復(fù)制，簡(jiǎn)稱 CoW。

3.3 OverlayFS

OverlayFS 將鏡像層（只讀）稱為 lowerdir，將容器層（讀寫）稱為 upperdir，最后聯(lián)合掛載呈現(xiàn)出來的為 mergedir。文件層次結(jié)構(gòu)可以用下圖表示。

舉個(gè)例子，下圖是我們運(yùn)行中的 busybox 容器的 docker inspect 的結(jié)果。

"GraphDriver": {
            "Data": {
                "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/cd7a.../diff",
                "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/da4c.../merged",
                "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/da4c../diff",
                "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/da4c.../work"
            },
            "Name": "overlay2"
        },

我們?cè)谌萜髦凶龅母膭?dòng)，都會(huì)在 upperdir 和 mergeddir 中體現(xiàn)。比如我們?cè)谌萜髦械?/tmp 目錄下新建一個(gè)文件，那么在 upperdir 和 mergeddir 中就能夠看到該文件。

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5. 制作docker鏡像

5. 制作docker鏡像

1 手動(dòng)制作docker鏡像

1.1 啟動(dòng)基礎(chǔ)容器

1.2 容器中安裝服務(wù)

1.3 配置初始化腳本

1.4 把容器提交為鏡像

1.5 測(cè)試鏡像功能

2 使用dockerfile

2.1 FROM 指定基礎(chǔ)鏡像

2.2 RUN 執(zhí)行命令

2.3 COPY 復(fù)制文件

2.4 ADD 復(fù)制文件

2.5 CMD 容器啟動(dòng)命令

2.6 ENTRYPOINT 容器啟動(dòng)命令

2.7 ENV 設(shè)置環(huán)境變量

2.8 VOLUME 定義匿名卷

2.9 EXPOSE 暴露端口

2.10 WORKDIR 指定工作目錄

2.11 HEALTHCHECK 健康檢查

2.12 LABEL 為鏡像添加元數(shù)據(jù)

2.13 docker build

2.14 dockerfile 例子，制作ssh+nginx鏡像

3 docker鏡像分層

3.1 分層結(jié)構(gòu)

3.2 UnionFS

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1.1 啟動(dòng)基礎(chǔ)容器

1.2 容器中安裝服務(wù)

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1.4 把容器提交為鏡像

1.5 測(cè)試鏡像功能

2 使用dockerfile

2.1 FROM 指定基礎(chǔ)鏡像

2.2 RUN 執(zhí)行命令

2.3 COPY 復(fù)制文件

2.4 ADD 復(fù)制文件

2.5 CMD 容器啟動(dòng)命令

2.6 ENTRYPOINT 容器啟動(dòng)命令

2.7 ENV 設(shè)置環(huán)境變量

2.8 VOLUME 定義匿名卷

2.9 EXPOSE 暴露端口

2.10 WORKDIR 指定工作目錄

2.11 HEALTHCHECK 健康檢查

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