Docker镜像的创建 和 Dockerfile

一. Docker 镜像的创建

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 基于现有镜像创建

（1）首先启动一个镜像，在容器里做修改
 docker run -it --name web3 centos:7 /bin/bash     #启动容器
 ​
 yum install -y epel-release  #安装epel源
 yum install -y nginx         #安装nginx
 yum install net-tools        #安装tools工具
 nginx                        #启动服务
 netstat -natp |grep 80       #查看端口是否开启
 ​
 docker ps -a   #查看容器ID
 ​
 （2）然后将修改后的容器提交为新的镜像，需要使用该容器的ID号创建新镜像
 docker commit -m "new nginx" -a "xxxx" 容器id centos:test
 #常用选项:
 -m 指定说明信息;
 -a 指定作者信息;
 -p 生成过程中停止容器的运行。
8237bc36daba  原容器ID。
centos:test  生成新的镜像名称。
 ​
docker images    #查看生成的新镜像
 
docker run -itd nginx:centos7 bash          #使用新的镜像创建容器
docker ps -a                              #查看容器状态
docker exec -it 容器id bash           #进入容器
nginx                                       #启动nginx服务
netstat -natp |grep 80                      #查看80端口是否开启

2. 基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件可以生成镜像，模板可以从OPENVZ 开源项目下载，下载地址为： 

openvz.org/ Download/template/precreated

模板里面就是使用docker export 命令导出的容器文件
 ​
 #下载模板
 wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
 ​
 #导入为镜像，两种方法
 cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:test  #方法一
  
 docker import debian-7.0-x86-minimal.tar.gz -- debian:test  #方法二
 ​
 #查看镜像
 docker images
 ​
 #使用导入的镜像创建容器
 docker run -itd debian:test bash
 docker ps -a

3. 基于 Dockerfile 创建

 3.1 联合文件系统(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。

我们下载的时候看到的一层层的就是联合文件系统。

3.2 镜像加载原理 

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了，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。

我们可以理解成一开始内核里什么都没有，操作一个命令下载 debian，这时就会在内核上面加了一层基础镜像；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 上面再叠加一层 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。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。

• bootfs 就是内核引导器（引导加载内核）和内核。
• rootfs 是n多个基础镜像（提供基础操作环境）和应用镜像叠加在一起的只读层。
• 运行的容器实例会在 rootfs 之上添加一个可读可写层。

 

3.3 为什么Docker里的centos的大小才200M？（容器中操作系统容量小的原因） 

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。

大部分镜像是通用的，但如果专门基于某个版本创建的镜像，在其他版本的操作系统中运行可能会有问题。

3.4  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。

（1）Dockerfile 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 Dockerfile 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，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失效；

（5）镜像层是不可变的，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 容器中不可见了。

3.5 Dockefile 的引入

Docker 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。 

镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本， 用这个脚本来构建、定制镜像，那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是 Dockerfile。

我们需要定制首己额外的需求时，只需在 Docketlle 上添加或者修改指令，重新生成 image 即可，省去了敲命令的麻烦。就是描述该层应当如何构建。有了 Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在 Dockerfile 上添加或者修改指令，重新生成 image 即可，省去了敲命令的麻烦。

除了手动生成 Docker 镜像之外，可以使用 dockerfile 自动生成镜像。Dockerfile 是由多条的指令组成的文件，其中每条指令对应Linux中的一条命令，Docker程序将读取 Dockerfile 中的指令生成指定镜像。

Dockerfile 结构大致分为四个部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令。Dockerfile 每行支持一 条指令， 每条指令可携带多个参数，支持使用以“#“号开头的注释。

二. Dockerfile 操作命令的指令

Dockerfile简介：

Dockerfile 其实就是我们用来构建 Docker 镜像的源码，当然这不是所谓的编程源码，而是一些命令的组合，只要理解它的逻辑和语法格式，就可以编写 Dockerfile了。

简单点说，Dockerfile 的作用：它可以让用户个性化定制Docker镜像。因为工作环境中的需求各式各样，网络上的镜像很难满足实际的需求。

Dockerfile常见命令： 

2.1 FROM 镜像

指定新镜像所基于的基础镜像，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

2.2 MAINTAINER 名字

说明新镜像的维护人信息

2.3 RUN 命令

在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中

尽量减少run命令的条数。

• 当命令较长时，可以使用 \ 来换行；
• 多条命令可以使用 ; 或 && 合并成一条命令，减少镜像的层数。

2.4 ENTRYPOINT 

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。

 两种格式：
 ​
 exec格式（数值格式）：ENTRYPOINT [“命令”，“选项”，“参数”]
 ​
 shell格式：ENTRYPOINT 命令 选项 参数
 
ENTRYPOINT ["rm", "-rf", "/*"]

前面四个命令就可以创建成一个粗略的镜像。

2.5 CMD

CMD ["要运行的程序"，"参数1"，"参数2"]

启动容器时默认执行的命令或者脚本，Dockerfile 只能有一条CMD命令。如果指定多条命令，只执行最后一条命令。

如果在docker run时指定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT，那么CMD就会被覆盖。

CMD 可以为 ENTRYPOINT 指令提供默认参数。

 两种格式：
 ​
 exec形式：CMD [“要运行的程序”，“参数1”, “参数2”]
 ​
 shell形式: CMD 命令 参数1 参数2

ENTRYPOINT和CMD共存的情形： ENTRYPOIN 指定命令，CMD 传参

容器运行时的优先级：

docker run --entrypoint > Dockerfile ENTRYPOINT > docker run命令> Dockerfile CMD

ENTRYPOINT和CMD的区别：

• ENTRYPOINT 设定容器启动时第一个运行的命令；CMD 是启动容器时默认执行的命令，如果指定多条CMD命令，只执行最后一 条命令。
• 如果在 docker run 时指定了命令或者镜像中有 ENTRYPOINT，那么 CMD 就会被覆盖，并且会将 CMD 中的命令作为参数传给 ENTRYPOINT。
• CMD 可以为 ENTRYPOINT 进行传参。

2.6 EXPOSE 端口号

指定新镜像加载到 Docker 时要开启的端口。

用于暴露端口，否则即使做了端口映射，外部也找不到。

2.7 ENV

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。

linxu PATH=$PATH:/opt
  ENV PATH $PATH:/opt

2.8 ADD

ADD 源文件/目录 目标文件/目录

将源文件复制到镜像的指定路径中，源文件要与 Dockerfile 位于相同目录中，或者是一个URL。（URL路径，在线路径）

有如下注意事项：

 1、
 如果源路径是个文件，且目标路径是以 / 结尾， 则docker会把目标路径当作一个目录，会把源文件拷贝到该目录下。
 如果目标路径不存在，则会自动创建目标路径。
 ​
 2、
 如果源路径是个文件，且目标路径是不以/结尾，则docker会把目标路径当作一个文件。
 如果目标路径不存在，会以目标路径为名创建一个文件，内容同源文件。
 如果目标文件是个存在的文件，会用源文件覆盖它，当然只是内容覆盖，文件名还是目标文件名。
 如果目标文件实际是个存在的目录，则会源文件拷贝到该目录下。注意， 这种情况下，最好显示的以/结尾，以避免混淆。
 ​
 3、
 如果源路径是个目录，且目标路径不存在，则docker会自动以目标路径创建一个目录，把源路径目录下的文件拷贝进来。
 如果目标路径是个已经存在的目录，则docker 会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。
 ​
 4、
 如果源文件是个归档文件，则docker会自动帮解压。（解压后复制源目录到镜像中的目录）
 URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝，都不会自动解压。
 （不支持下载和解压一起使用，下载就不会解压。即只解压本地压缩包，不会解压下载的压缩包）
复制代码

• ADD 的优点： 在执行 <源文件> 为 tar 压缩文件的话，压缩格式为 gzip、bzip2 以及 xz 的情况下，会自动复制并解压到 <目标路径>。
• ADD 的缺点： 在不解压的前提下，无法复制 tar 压缩文件。会令镜像构建缓存失效，从而可能会令镜像构建变得比较缓慢。具体是否使用，可以根据是否需要自动解压来决定。