Dockerfile、Docker镜像和Docker容器的关系

转载自： https://blog.csdn.net/zhousenshan/article/details/51501734

Dockerfile 是软件的原材料，Docker 镜像是软件的交付品，而  Docker 容器则可以认为是软件的运行态。从应用软件的角度来看，Dockerfile、Docker 镜像与 Docker  容器分别代表软件的三个不同阶段，Dockerfile 面向开发，Docker 镜像成为交付标准，Docker  容器则涉及部署与运维，三者缺一不可，合力充当 Docker 体系的基石。

简单来讲，Dockerfile构建出Docker镜像，通过Docker镜像运行Docker容器。

我们可以从Docker容器的角度，来反推三者的关系。首先可以来看下图：

 

我们假设这个容器的镜像通过以下Dockerfile构建而得：

FROM ubuntu:14.04  

ADD run.sh /  

VOLUME /data  

CMD ["./run.sh"]  

2.1 Dockerfile与Docker镜像

首先，我们结合上图来看看Dockerfile与Docker镜像之间的关系。

 

FROM ubuntu:14.04：设置基础镜像，此时会使用基础镜像 ubuntu:14.04 的所有镜像层，为简单起见，图中将其作为一个整体展示。

 

ADD run.sh /：将 Dockerfile 所在目录的文件 run.sh 加至镜像的根目录，此时新一层的镜像只有一项内容，即根目录下的 run.sh。

 

VOLUME /data：设定镜像的 VOLUME，此 VOLUME  在容器内部的路径为 /data。需要注意的是，此时并未在新一层的镜像中添加任何文件，即构建出的磁层镜像中文件为空，但更新了镜像的 json  文件，以便通过此镜像启动容器时获取这方面的信息。

 

CMD ["./run.sh"]：设置镜像的默认执行入口，此命令同样不会在新建镜像中添加任何文件，仅仅在上一层镜像 json 文件的基础上更新新建镜像的 json 文件。

 

 

因此，通过以上分析，以上的Dockerfile可以构建出一个新的镜像，包含4个镜像层，每一条命令会和一个镜像层对应，镜像之间会存在父子关系。图中很清楚的表明了这些关系。

 

2.2 Docker镜像与Docker容器的关系

Docker镜像是Docker容器运行的基础，没有Docker镜像，就不可能有Docker容器，这也是Docker的设计原则之一。

 

可以理解的是：Docker镜像毕竟是镜像，属于静态的内容；而Docker容器就不一样了，容器属于动态的内容。动态的内容，大家很容易联想到进程，内存，CPU等之类的东西。的确，Docker容器作为动态的内容，都会包含这些。

 

为了便于理解，大家可以把Docker容器，理解为一个或多个运行进程，而这些运行进程将占有相应的内存，相应的CPU计算资源，相应的虚拟网络设备以及相应的文件系统资源。而Docker容器所占用的文件系统资源，则通过Docker镜像的镜像层文件来提供。

 

那么作为静态的镜像，如何才有能力转化为一个动态的Docker容器呢？此时，我们可以想象：第一，转化的依据是什么；第二，由谁来执行这个转化操作。

 

其实，转化的依据是每个镜像的json文件，Docker可以通过解析Docker镜像的json的文件，获知应该在这个镜像之上运行什么样的进程，应该为进程配置怎么样的环境变量，此时也就实现了静态向动态的转变。

 

谁来执行这个转化工作？答案是Docker守护进程。也许大家早就理解这样一句 话：Docker容器实质上就是一个或者多个进程，而容器的父进程就是Docker守护进程。这样的，转化工作的执行就不难理解了：Docker守护进程 手握Docker镜像的json文件，为容器配置相应的环境，并真正运行Docker镜像所指定的进程，完成Docker容器的真正创建。

 

 

Docker容器运行起来之后，Docker镜像json文件就失去作用了。此时Docker镜像的绝大部分作用就是：为Docker容器提供一个文件系统的视角，供容器内部的进程访问文件资源。

 

再次回到上图，我们再来看看容器和镜像之间的一些特殊关系。首先，之前已经提及Docker镜像是分层管理的，管理Docker容器的时候，Docker镜像仍然是分层管理的。由于此时动态的容器中已经存在进程，进程就会对文件系统视角内的文件进行读写操作，因此，就会涉及一个问题：容器是否会篡改Docker镜像的内容？

 

答案自然是不会的。统一来讲，正如上图，所有的Docker镜像层对于容器来说，都是只读的，容器对于文件的写操作绝对不会作用在镜像中。

 

既然如此，实现的原理就很重要，究其根本：Docker守护进程会在Docker镜像的 最上层之上，再添加一个可读写层，容器所有的写操作都会作用到这一层中。而如果Docker容器需要写底层Docker镜像中的文件，那么此时就会涉及一 个叫Copy－on－Write的机制，即aufs等联合文件系统保证：首先将此文件从Docker镜像层中拷贝至最上层的可读写层，然后容器进程再对读 写层中的副本进行写操纵。对于容器进程来讲，它只能看到最上层的文件。

 

 

那最后我们再来说说：Docker容器的文件系统视角中，到底是不是存在一些内容，不是存储于Docker镜像中的？

 

这次的答案依旧是肯定的。

 

再次重申一点，Docker镜像中存储的都是一些静态文件。这些文件原则上应该和容器具体信息以及主机信息完全解藕。那么Docker容器中不存在Docker镜像中的内容主要有以下几点：

 

1./proc以及/sys等虚拟文件系统的内容

 

2.容器的hosts文件，hostname文件以及resolv.conf文件，这些事具体环境的信息，原则上的确不应该被打入镜像。

 

3.容器的Volume路径，这部分的视角来源于从宿主机上挂载到容器内部的路径

 

4.部分的设备文件

QA选集：

问：为什么一个ubuntu:14.04镜像的镜像层的数量是4个，前三层的内容似乎有相同的，如etc？

孙宏亮：这一点，细心的大家肯定发现了。首先，虽然三层 都有，但是会存在两种情况，etc的子目录下有相同路径的文件，那么上层的会覆盖下层的文件；如果内部的文件路径不相同，那么都会存在，都会呈现给最上 层。［可别较真，说目录也是文件哈，意会］

问：关于docker安全性问题，对于安全是怎样处理的，如果我从hub下载镜像，能判别是否安全么2.层级之间的依赖会导致一个崩了整个docker 都崩了么？

孙宏亮：从流程上来讲，如果一切可控的话，我认为是安全的。但是依然会存在一些隐患，比如Dockerfile中基于的base  images是否完全受信；镜像的传输过程是否受信；自己的private docker resgitry的安全级别达到什么样的层次，这些都有影响。

问：如何保证仅有的一个deamon的稳定性健壮性？

孙宏亮：这个问题首先需要知道docker  daemon的稳定性在哪些方面，那种场景下比较差？的确，docker  daemon存在弊病。比如，daemon和容器的耦合等，目前general来讲，docker daemon保证绝对的稳定应该还做不到。

问：生产环境中怎么用docker备份mysql数据？

孙宏亮：数据存储上docker，我目前的建议是：三思。举个简单的例子，官方的mysql镜像运行出来的 容器，密码是明文的，明文的密码存在于：docker inspect container_name,  container.json文件中，容器的环境变量中，甚至在日志文件中都会存在，just think about  it。当然也有办法解决，缓解这种情况。

问：如果是多层构建，中间的一个层做了升级或者bugfix，会潜在影响上层吧？

孙宏亮：这个bugfix会在上层有体现，但是使用效果是不会有影响的，还有之前的bug会永远留在下层，但是没有影响。（责编/魏伟）