Docker容器------dockerfile构建镜像

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一，Dockerfile概念

 二，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dockerflie创建

3.1 dockerflie结构

3.2 构建镜像命令

三，镜像分层的原理

 1，docker镜像分层（基于AUFS构建）

 2，bootfs内核空间

3，rootfs 内核空间

4，AUFS与overlay/overlay2

4.1 overlay结构

5，联合文件系统（UnionFS）

6，镜像加载原理

四，dockerflie操作指令

1，CMD和ENTRYPOINT介绍

1,1 exec和shell模式的区别

1.2 使用exec模式无法输出环境变量

 1.3 shell模式

五，案例实验

1，构建nginx服务

 六，优化nginx

一，无优化构建镜像

 2，不需要输出的指令丢入/dev/null

 3，减少run构建

 4，多阶段构造

5,使用 更为轻量级的linux发行版本

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一，Dockerfile概念

Dockerfile是一个文本就是，文件包含了一条条指令（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是自定义镜像的一套规则
• dockerfile由多条指令构成，dockerfile的每一条指令都会对应于docker镜像中的每一层。

dockerfile的原理就是镜像分层

• dockerflie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，执行完成将不再存在，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dockerflie的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建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，在下一场删除他，镜像中依然会包含该文件。

 二，Docker 镜像的创建

创建镜像有三种方式

• 基于已有的镜像创建
• 基于本地创建模板
• 基于dockerflie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成新的镜像

docker commit 【选项】 【容器ID】 仓库名：标签

常用选项

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:oweng
 
或
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz |docker import - debian:oweng
#生成镜像
 
docker images
#查看镜像
 
docker run  -itd debian:oweng  /bin/bash
 
#创建并启动容器

3，基于dockerflie创建

• dockerflie是一组指令组成的文件
• dockerflie每行支持的一条指令，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
• dockerflie支持以“#”为开头的注释

3.1 dockerflie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dockerflie时，需要遵守严格的格式：

1. 第一行必须实现FROM指令指明所基于的镜像名称
2. 之后使用MAIN TAINER 指令说明维护该镜像的用户信息
3. 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。
4. 最后使用CMD 指令指定启动容器时，要运行的命令操作

三，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，在运行容器里面做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就是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。

1. Dockerflie中的每个指令都会创建一个新的镜像层；
2. 镜像层将被缓存和复用
3. 当Dockerflie 的指令修改好了，复制的文件改变了，或者构建镜像时指定的变量不同的，对应的镜像层缓存就会失效；
4. 某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会都会失效
5. 镜像层的不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在下一层中删除它，则镜像中依然会包含该文件，只是这个文件在Docker容器中不见了。

 1，docker镜像分层（基于AUFS构建）

• docker镜像位于bootfs之上
• 每一层镜像为下一层的父镜像
• 第一层镜像称为base images （操作系统环境镜像）
• 容器层（可读可写，为了给用户操作），在最顶层（writeable）
• 容器以下都是readonly

 2，bootfs内核空间

主要包含bootloader（引导程序）和kernel（内核）。

bootloader主要引导加载kernel，linux刚启动会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs。这一次与我们典型的linux/unix系统时一样的，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了，此时内存的使用权由bootfs交给内核，此时系统也会卸载bootfs。

在linux操作系统中，linux加载bootfs时会将rootfs设置为read-only，系统自检后会将只读改为读写，让我们可以在操作系统中进行操作。

3，rootfs 内核空间

bootfs之上（base images，例如centos，ubuntu）

包含的就是典型的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。

4，AUFS与overlay/overlay2

AUFS是一种联合文件系统，它使用同一个linux host上的多个目录，逐个堆叠起来，对外呈现出一个统一的文件系统，AUFS使用特性，实现了Docker进行的分层。

• 而Docker 使用了 overlay/overlay2存储驱动来支持分层结构
• overlayFS将单个linux主机上两个目录合并成一个目录，这些目录统称为层，统一过程称为联合挂载。

4.1 overlay结构

overlayfs在linux主机上只有两层，一个目录在下层，用来保存镜像，另一个目录在上层，用来存储容器信息

rootfs  #基础镜像
lower   #下层信息（为镜像层，只读）
upper   #上层目录
worker  #运行的工作目录
mergod  #视图层（容器视图）
 
 
#docker 镜像层次结构总结
1,base images：基础镜像
2，images    : 固化了一个标准运行环境，镜像本身的功能-封装一组功能性的文件，通过统一的方式
文件格式化提供出来（只读）
3，container： 容器层（读写）
4，docker——server 工作层
5，docker-client 视图层

5，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、OberlayFS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
 

6，镜像加载原理

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  /etc等标准目录和文件，rootfs就是各种不同的操作系统的发行版，比如ubuntu，centos等等。

我们可以理解成一开始内核里面什么都没有，1，操作一个命令下载Debian，这就是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imahe。最后他们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在docker的体系里面吧这些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，系统会在一层或多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs

四，dockerflie操作指令

1，CMD和ENTRYPOINT介绍

要想了解cmd和entrypoint的区别，首先必须了解到exec模式和shell模式的区别

1,1 exec和shell模式的区别

exec模式：容器加载时使用的启动的第一个任务进程

shell模式：容器加载时第一个bash环境（/bin/bash    /bin/sh     /bin/init）

exec模式下传入命令

构建的镜像时传入CMD，启动容器时不传入CMD

cd /opt
mkdir test
#创建Dockerfile的工作目录
 
vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["top"]
#编写Dockerfile文件
 
docker build -t centos:7 .
#基于dockerfile构建镜像
 
docker run -it --name test centos:7
#基于构建好的镜像启动容器
 
docker logs test
#查看执行的命令
 
docker exec test ps sux 
#传入ps aux 命令执行，查看结果
 

 

 

 启动时传入 /bin/bash命令

docker run -itd --name test01 test centos:7 /bin/bash
#基于构建好的镜像启动容器，并且加上/bin/bash命令
 
docker exec test01 ps aux
#通过exec 传入命令查看执行效果

1.2 使用exec模式无法输出环境变量

cd /opt/test
vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["echo","$HOME"]
#编写新的dockerfile文件
 
echo $HOME
#有shell环境下输出的变量值
 
docker build -t centos:ydq .
#构建dockerfile镜像
 
docker images
#查看镜像
 
docker run -itd --name ydq centos:ydq 
#基于构建好镜像的启动容器
 
docker ps 
#查看运行的容器
 
docker logs ydq
#查看执行结果

 

 1.3 shell模式

 

 小节

CMD和entrypoint相同与不同点

相同点：CMD和entrypoint 都是容器运行时加载的第一个命令、程序（pid 1）

不同点：1，CDM不能传参 entrypoint 可以传参

               2，exec模式和shell模式

                   当dockerfile中从cmd和entrypoint 同时有，那么如果是exec模式，那么cmd的内容会作为传参传给entrypoint，如果是shell模式，那么entrypoint会覆盖cmd。

如果dockerfile中有多条cmd或entrypoint，那么最后一条生效。

五，案例实验

1，构建nginx服务

[root@docker1195 apache]#cat Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER this is apacher kya
RUN yum -y  update
RUN yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx
ADD nginx-1.22.0.tar.gz /usr/local/src
VOLUME ["/usr/local/nginx/html"]
WORKDIR /usr/local/src/nginx-1.22.0
RUN ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx && make && make install
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH
EXPOSE 80
RUN echo "daemon off;" >> /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
CMD nginx

 ​​​​

 访问192.168.135.195:88

 六，优化nginx

一，无优化构建镜像

vim Dockerfile
FROM centos:7
RUN yum install -y gcc pcre pcre-devel devel zlib-devel make
ADD nginx-1.22.0.tar.gz /mnt/nginx
WORKDIR /mnt/nginx/nginx-1.22.0
#关闭debug日志
RUN sed -i 's/CFLAGS="$CFLAGS -g"/#CFLAGS="$CFLAGS -g"/g' auto/cc/gcc 
RUN ./configure --prefix=/usr/local/nginx 
RUN make
RUN make install
EXPOSE 80
VOLUME ["/usr/local/nginx/html"]
CMD ["/usr/local/nginx/sbin/nginx","-g","daemon off;"]  

构建完成 

 

 

 2，不需要输出的指令丢入/dev/null

FROM centos:7
RUN yum install -y gcc pcre pcre-devel devel zlib-devel make &> /dev/null && yum clean all
ADD nginx-1.22.0.tar.gz /mnt/nginx
WORKDIR /mnt/nginx/nginx-1.22.0
RUN sed -i 's/CFLAGS="$CFLAGS -g"/#CFLAGS="$CFLAGS -g"/g' auto/cc/gcc
RUN ./configure --prefix=/usr/local/nginx &> /dev/null
RUN make &> /dev/null
RUN make install &> /dev/null
RUN rm -rf /mnt/nginx/nginx-1.22.0
EXPOSE 80
VOLUME ["/usr/local/nginx/html"]
CMD ["/usr/local/nginx/sbin/nginx""-g","daemon off;"]

 3，减少run构建

FROM centos:7
ADD nginx-1.22.0.tar.gz /mnt/nginx
WORKDIR /mnt/nginx/nginx-1.22.0
RUN yum install -y gcc pcre pcre-devel devel zlib-devel make &> /dev/null && \
 yum clean all && \
 sed -i 's/CFLAGS="$CFLAGS -g"/#CFLAGS="$CFLAGS -g"/g' auto/cc/gcc && \
 ./configure --prefix=/usr/local/nginx &> /dev/null && \
 make &> /dev/null && make install &> /dev/null &&\
 rm -rf /mnt/nginx/nginx-1.22.0
EXPOSE 80
VOLUME ["/usr/local/nginx/html"]
CMD ["/usr/local/nginx/sbin/nginx","-g","daemon off;"]

 

 4，多阶段构造

FROM centos:7 as build 
ADD nginx-1.22.0.tar.gz /mnt/nginx 
WORKDIR /mnt/nginx/nginx-1.22.0
RUN yum install -y gcc pcre pcre-devel devel zlib-devel make &> /dev/null && \
yum clean all &&\
sed -i 's/CFLAGS="$CFLAGS -g"/#CFLAGS="$CFLAGS -g"/g' auto/cc/gcc && \
./configure --prefix=/usr/local/nginx &> /dev/null && \
make &>/dev/null && \
make install &>/dev/null && \
rm -rf /mnt/nginx/nginx-1.22.0
 
FROM centos:7
EXPOSE 80
VOLUME ["/usr/local/nginx/html"]
COPY --from=build /usr/local/nginx /usr/local/nginx
CMD ["/usr/local/nginx/sbin/nginx","-g","daemon off;"]

docker build -t nginx:s4 . 构建镜像
 
docker images查看镜像

 

5,使用 更为轻量级的linux发行版本

debian
alpine
apt add
Sandbox
Busybox
 
#下载debian压缩包
wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
 
docker import debian-7.0-x86-minimal.tar.gz -- debian:v1 生成镜像
 
docker images 查看