鏡像是 Docker 容器的基石，容器是鏡像的運(yùn)行實(shí)例，有了鏡像才能啟動(dòng)容器。
本章內(nèi)容安排如下：
首先通過研究幾個(gè)典型的鏡像，分析鏡像的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
然后學(xué)習(xí)如何構(gòu)建自己的鏡像。
最后介紹怎樣管理和分發(fā)鏡像。
鏡像的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
為什么我們要討論鏡像的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？
如果只是使用鏡像，當(dāng)然不需要了解，直接通過docker命令下載和運(yùn)行就可以了。
但如果我們想創(chuàng)建自己的鏡像，或者想理解 Docker 為什么是輕量級(jí)的，就非常有必要學(xué)習(xí)這部分知識(shí)了。
我們從一個(gè)最小的鏡像開始吧。
hello-world - 最小的鏡像
hello-world 是 Docker 官方提供的一個(gè)鏡像，通常用來驗(yàn)證 Docker 是否安裝成功。
我們先通過docker pull從 Docker Hub 下載它。
用docker images命令查看鏡像的信息。
hello-world 鏡像竟然還不到 2KB!
通過docker run運(yùn)行。
其實(shí)我們更關(guān)心 hello-world 鏡像包含哪些內(nèi)容。
Dockerfile 是鏡像的描述文件，定義了如何構(gòu)建 Docker 鏡像。Dockerfile 的語法簡潔且可讀性強(qiáng)，后面我們會(huì)專門討論如何編寫 Dockerfile。
hello-world 的 Dockerfile 內(nèi)容如下：
只有短短三條指令。
FROM scratch
此鏡像是從白手起家，從 0 開始構(gòu)建。
COPY hello /
將文件“hello”復(fù)制到鏡像的根目錄。
CMD ["/hello"]
容器啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行 /hello
鏡像 hello-world 中就只有一個(gè)可執(zhí)行文件 “hello”，其功能就是打印出 “Hello from Docker ......” 等信息。
/hello 就是文件系統(tǒng)的全部內(nèi)容，連最基本的 /bin，/usr, /lib, /dev 都沒有。
hello-world 雖然是一個(gè)完整的鏡像，但它并沒有什么實(shí)際用途。通常來說，我們希望鏡像能提供一個(gè)基本的操作系統(tǒng)環(huán)境，用戶可以根據(jù)需要安裝和配置軟件。這樣的鏡像我們稱作 base 鏡像。
我們下一節(jié)討論 base 鏡像
base 鏡像有兩層含義：
不依賴其他鏡像，從 scratch 構(gòu)建。
其他鏡像可以之為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展。
所以，能稱作 base 鏡像的通常都是各種 Linux 發(fā)行版的 Docker 鏡像，比如 Ubuntu, Debian, CentOS 等。
我們以 CentOS 為例考察 base 鏡像包含哪些內(nèi)容。
下載鏡像：
docker pull centos
查看鏡像信息：
鏡像大小不到 200MB。
等一下！
一個(gè) CentOS 才 200MB ？
平時(shí)我們安裝一個(gè) CentOS 至少都有幾個(gè) GB，怎么可能才 200MB !
相信這是幾乎所有 Docker 初學(xué)者都會(huì)有的疑問，包括我自己。下面我們來解釋這個(gè)問題。
Linux 操作系統(tǒng)由內(nèi)核空間和用戶空間組成。如下圖所示：
rootfs
內(nèi)核空間是 kernel，Linux 剛啟動(dòng)時(shí)會(huì)加載 bootfs 文件系統(tǒng)，之后 bootfs 會(huì)被卸載掉。
用戶空間的文件系統(tǒng)是 rootfs，包含我們熟悉的 /dev, /proc, /bin 等目錄。
對(duì)于 base 鏡像來說，底層直接用 Host 的 kernel，自己只需要提供 rootfs 就行了。
而對(duì)于一個(gè)精簡的 OS，rootfs 可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序庫就可以了。相比其他 Linux 發(fā)行版，CentOS 的 rootfs 已經(jīng)算臃腫的了，alpine 還不到 10MB。
我們平時(shí)安裝的 CentOS 除了 rootfs 還會(huì)選裝很多軟件、服務(wù)、圖形桌面等，需要好幾個(gè) GB 就不足為奇了。
base 鏡像提供的是最小安裝的 Linux 發(fā)行版。
下面是 CentOS 鏡像的 Dockerfile 的內(nèi)容：
第二行 ADD 指令添加到鏡像的 tar 包就是 CentOS 7 的 rootfs。在制作鏡像時(shí)，這個(gè) tar 包會(huì)自動(dòng)解壓到 / 目錄下，生成 /dev, /proc, /bin 等目錄。
注：可在 Docker Hub 的鏡像描述頁面中查看 Dockerfile 。
支持運(yùn)行多種 Linux OS
不同 Linux 發(fā)行版的區(qū)別主要就是 rootfs。
比如 Ubuntu 14.04 使用 upstart 管理服務(wù)，apt 管理軟件包；而 CentOS 7 使用 systemd 和 yum。這些都是用戶空間上的區(qū)別，Linux kernel 差別不大。
所以 Docker 可以同時(shí)支持多種 Linux 鏡像，模擬出多種操作系統(tǒng)環(huán)境。
上圖 Debian 和 BusyBox（一種嵌入式 Linux）上層提供各自的 rootfs，底層共用 Docker Host 的 kernel。
這里需要說明的是：
base 鏡像只是在用戶空間與發(fā)行版一致，kernel 版本與發(fā)行版是不同的。
例如 CentOS 7 使用 3.x.x 的 kernel，如果 Docker Host 是 Ubuntu 16.04（比如我們的實(shí)驗(yàn)環(huán)境），那么在 CentOS 容器中使用的實(shí)際是是 Host 4.x.x 的 kernel。
① Host kernel 為 4.4.0-31
② 啟動(dòng)并進(jìn)入 CentOS 容器
③ 驗(yàn)證容器是 CentOS 7
④ 容器的 kernel 版本與 Host 一致
容器只能使用 Host 的 kernel，并且不能修改。
所有容器都共用 host 的 kernel，在容器中沒辦法對(duì) kernel 升級(jí)。如果容器對(duì) kernel 版本有要求（比如應(yīng)用只能在某個(gè) kernel 版本下運(yùn)行），則不建議用容器，這種場(chǎng)景虛擬機(jī)可能更合適。
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