四、docker 镜像以及容器管理 – Linux学习资料大全

4.1 镜像管理

4.1.1 镜像结构和原理

镜像,即创建容器的模版，含有启动容器所需要的文件系统及所需要的内容，因此镜像主要用于方便和快速的创建并启动容器

镜像含里面是一层层的文件系统,叫做 Union FS（联合文件系统）,联合文件系统，可以将几层目录挂载到一起（就像千层饼，洋葱头，俄罗斯套娃一样），形成一个虚拟文件系统,虚拟文件系统的目录结构就像普通 linux 的目录结构一样，镜像通过这些文件再加上宿主机的内核共同提供了一个 linux 的虚拟环境，每一层文件系统叫做一层 layer，联合文件系统可以对每一层文件系统设置三种权限，只读（readonly）、读写（readwrite）和写出（whiteout-able），但是镜像中每一层文件系统都是只读的,构建镜像的时候，从一个最基本的操作系统开始，每个构建提交的操作都相当于做一层的修改，增加了一层文件系统，一层层往上叠加，上层的修改会覆盖底层该位置的可见性，这也很容易理解，就像上层把底层遮住了一样，当使用镜像的时候，我们只会看到一个完全的整体，不知道里面有几层,实际上也不需要知道里面有几层，结构如下:

一个典型的 Linux文件系统由 bootfs 和 rootfs 两部分组成

bootfs(boot file system) 主要包含bootloader和kernel，bootloader主要用于引导加载 kernel，Linux
刚启动时会加载bootfs文件系统,当boot加载完成后,kernel 被加载到内存中后接管系统的控制权,bootfs
会被 umount 掉

rootfs (root file system) 包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc 等标准目录和文
件，不同的 linux 发行版（如 ubuntu 和 CentOS ) 主要在 rootfs 这一层会有所区别。

一般的镜像通常都比较小，官方提供的Ubuntu镜像只有60MB多点，而 CentOS 基础镜像也只有200MB左右，一些其他版本的镜像甚至只有几MB，比如: busybox 才1.22MB，alpine镜像也只有5M左右。镜像直接调用宿主机的内核，镜像中只提供 rootfs，也就是只需要包括最基本的命令,配置文件和程序库等相关文件就可以了。

4.2 搜索镜像

4.2.1 搜索镜像

4.2.1.1 官网进行镜像搜索

官网：http://hub.docker.com

在官方的docker仓库中搜索指定名称的docker镜像，也会有很多第三方镜像，写着offical image的为官方镜像，可信度高。

4.2.1.2 通过命令行进行搜索

命令行格式：

Usage:  docker search [OPTIONS] TERM

Search the Docker Hub for images

Options:
  -f, --filter filter   Filter output based on conditions provided
      --format string   Pretty-print search using a Go template
      --limit int       Max number of search results (default 25)
      --no-trunc        Don't truncate output

范例：

root@ubuntu-2010:~# docker search centos
NAME                              DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
centos                            The official build of CentOS.                   6756      [OK]       
ansible/centos7-ansible           Ansible on Centos7                              134                  [OK]
consol/centos-xfce-vnc            Centos container with "headless" VNC session…   130                  [OK]
jdeathe/centos-ssh                OpenSSH / Supervisor / EPEL/IUS/SCL Repos - …   120                  [OK]
centos/systemd                    systemd enabled base container.                 101                  [OK]
centos/mysql-57-centos7           MySQL 5.7 SQL database server                   91                   
imagine10255/centos6-lnmp-php56   centos6-lnmp-php56                              58                   [OK]

4.3 常用操作系统基础镜像

4.3.1 alpine介绍

Alpine 操作系统是一个面向安全的轻型的Linux发行版。它不同于通常的Linux发行版，Alpine采用了musl libc 和 busybox 以减小系统的体积和运行时资源消耗，但功能上比busybox又完善很多，因此得到开源社区越来越来的青睐。在保持轻量的同时，还提供了自己的包管理工具apk，可以通过apk命令直接查询和安装各类软件。

Alpine Docker 镜像也继承了 Alpine Linux 发行版的这些优势。相比于其他 Docker 镜像，它的容量非常小，仅仅只有 5 MB 左右（对比 Ubuntu 系列镜像接近 200 MB），且拥有非常友好的包管理机制。官方镜像来自 docker-alpine 项目。

目前 Docker 官方已开始推荐使用 Alpine 替代之前的 Ubuntu 做为基础镜像环境。这样会带来多个好处。包括镜像下载速度加快，镜像安全性提高，主机之间的切换更方便，占用更少磁盘空间等。

Alpine 官网: https://www.alpinelinux.org/

Alpine 官方仓库: https://github.com/alpinelinux

Alpine 官方镜像: https://hub.docker.com/_/alpine/

Alpine 官方镜像仓库: https://github.com/gliderlabs/docker-alpine

Alpine 阿里云的镜像仓库: https://mirrors.aliyun.com/alpine/

范例：alpine使用阿里源管理软件

#修改源替换成阿里源，将里面 dl-cdn.alpinelinux.org 的 改成 mirrors.aliyun.com
vi /etc/apk/repositories
http://mirrors.aliyun.com/alpine/v3.8/main/
http://mirrors.aliyun.com/alpine/v3.8/community/

#更新源
apk update

#安装软件
apk add vim

#删除软件
apk del openssh openntp vim

4.3.2 其它基础镜像

Centos
Ubuntu
Debain
busybox

4.4 下载镜像

4.4.1 下载镜像

从docker仓库将镜像下载到本地，命令格式如下：

Usage:  docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]

Pull an image or a repository from a registry

Options:
  -a, --all-tags                Download all tagged images in the repository
      --disable-content-trust   Skip image verification (default true)
      --platform string         Set platform if server is multi-platform capable
  -q, --quiet                   Suppress verbose output

镜像下载说明：

root@ubuntu-2010:~# docker pull alpine
Using default tag: latest        #默认下载最新版本
latest: Pulling from library/alpine
a0d0a0d46f8b: Pull complete      #分层下载
Digest: sha256:e1c082e3d3c45cccac829840a25941e679c25d438cc8412c2fa221cf1a824e6a
Status: Downloaded newer image for alpine:latest
docker.io/library/alpine:latest       #下载的完整地址

镜像下载保存的路径

/var/lib/docker/overlay2/镜像ID

注意：镜像下载完成后，会自动解压缩，比官网显示的可能会大很多

4.4.2 docker镜像加速配置

可在阿里云申请镜像加速器
网易云的镜像加速器: http://hub-mirror.c.163.com/
腾讯云的镜像加速器：https://mirror.ccs.tencentyun.com

配置范例：

1. 安装／升级Docker客户端
推荐安装1.10.0以上版本的Docker客户端，参考文档 docker-ce
2. 配置镜像加速器
修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器
mkdir -p /etc/docker
vim /etc/docker/daemon.json 
{
"registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com/"]
}
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

4.5 查看本地镜像

docker images 可以查看下载至本地的镜像

格式：

Usage:  docker images [OPTIONS] [REPOSITORY[:TAG]]

List images

Options:
  -a, --all             Show all images (default hides intermediate images)
      --digests         Show digests
  -f, --filter filter   Filter output based on conditions provided
      --format string   Pretty-print images using a Go template
      --no-trunc        Don't truncate output
  -q, --quiet           Only show image IDs

范例：

root@ubuntu-2010:~# docker images --digests
REPOSITORY   TAG       DIGEST                                                                    IMAGE ID       CREATED       SIZE
alpine       latest    sha256:e1c082e3d3c45cccac829840a25941e679c25d438cc8412c2fa221cf1a824e6a   14119a10abf4   2 weeks ago   5.6MB
root@ubuntu-2010:~# docker images 
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
alpine       latest    14119a10abf4   2 weeks ago   5.6MB
root@ubuntu-2010:~# docker images --no-trunc
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID                                                                  CREATED       SIZE
alpine       latest    sha256:14119a10abf4669e8cdbdff324a9f9605d99697215a0d21c360fe8dfa8471bab   2 weeks ago   5.6MB
root@ubuntu-2010:~# docker images

REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
alpine       latest    14119a10abf4   2 weeks ago   5.6MB
root@ubuntu-2010:~# docker images -q
14119a10abf4

#查看指定镜像的信息
root@ubuntu-2010:~# docker image inspect alpine
[
    {
        "Id": "sha256:14119a10abf4669e8cdbdff324a9f9605d99697215a0d21c360fe8dfa8471bab",
        "RepoTags": [
            "alpine:latest"
        ],
        "RepoDigests": [
            "alpine@sha256:e1c082e3d3c45cccac829840a25941e679c25d438cc8412c2fa221cf1a824e6a"
        ],
        "Parent": "",
        "Comment": "",
        "Created": "2021-08-27T17:19:45.758611523Z",
        "Container": "330289c649db86f5fb1ae5bfef18501012b550adb0638b9193d4a3a4b65a2f9b",
        "ContainerConfig": {
            "Hostname": "330289c649db",
            "Domainname": "",
            "User": "",
            "AttachStdin": false,
            "AttachStdout": false,
            "AttachStderr": false,
            "Tty": false,
            "OpenStdin": false,
            "StdinOnce": false,
            "Env": [
                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
            ],
            "Cmd": [
                "/bin/sh",
                "-c",
                "#(nop) ",
                "CMD [\"/bin/sh\"]"
            ],
            "Image": "sha256:d3e0b6258ec2f725c19668f11ae5323c3b0245e197ec478424ec6a87935690eb",
            "Volumes": null,
            "WorkingDir": "",
            "Entrypoint": null,
            "OnBuild": null,
            "Labels": {}
        },
        "DockerVersion": "20.10.7",
        "Author": "",
        "Config": {
            "Hostname": "",
            "Domainname": "",
            "User": "",
            "AttachStdin": false,
            "AttachStdout": false,
            "AttachStderr": false,
            "Tty": false,
            "OpenStdin": false,
            "StdinOnce": false,
            "Env": [
                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
            ],
            "Cmd": [
                "/bin/sh"
            ],
            "Image": "sha256:d3e0b6258ec2f725c19668f11ae5323c3b0245e197ec478424ec6a87935690eb",
            "Volumes": null,
            "WorkingDir": "",
            "Entrypoint": null,
            "OnBuild": null,
            "Labels": null
        },
        "Architecture": "amd64",
        "Os": "linux",
        "Size": 5595292,
        "VirtualSize": 5595292,
        "GraphDriver": {
            "Data": {
                "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/32609ab91d575aa9ed94437e9800c87cc8bde73342b5ad2f7dbaf6c7399b584f/merged",
                "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/32609ab91d575aa9ed94437e9800c87cc8bde73342b5ad2f7dbaf6c7399b584f/diff",
                "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/32609ab91d575aa9ed94437e9800c87cc8bde73342b5ad2f7dbaf6c7399b584f/work"
            },
            "Name": "overlay2"
        },
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:e2eb06d8af8218cfec8210147357a68b7e13f7c485b991c288c2d01dc228bb68"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
        }
    }
]

4.6 镜像导出和导入

4.6.1 镜像导出

利用docker save 命令可以将本地镜像导出为一个打包tar文件，然后复制到其他服务器进行导入使用

格式：

docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]
选项:
-o, --output string Write to a file, instead of STDOUT

#说明:
Docker save 使用IMAGE ID导出，在导入后的镜像没有REPOSITORY和TAG,显示为<none>

常见用法：

docker save IMAGE -o /path/file.tar
docker save IMAGE > /path/file.tar

范例：

root@ubuntu-2010:~# docker save alpine:latest -o alpine-1.tar
root@ubuntu-2010:~# docker save alpine:latest > alpine-2.tar
root@ubuntu-2010:~# ll alpine*
-rw------- 1 root root 5874688 Sep 16 11:09 alpine-1.tar
-rw-r--r-- 1 root root 5874688 Sep 16 11:09 alpine-2.tar

4.6.2 镜像导入

利用docker load命令可以将镜像导出的压缩文件再导入

格式：

docker load [OPTIONS]
#选项
-i, --input string Read from tar archive file, instead of STDIN
-q, --quiet Suppress the load output