docker镜像原理（一）

在理解什么是docker镜像之前我们需要搞懂虚拟机系统到底是怎么组成的如何实现的，docker中又是如何安装和使用虚拟机系统的，怎样可以高效灵活的切换系统发行版等问题

一、centos7系统长什么样

我们一直以来，是用Vm虚拟机安装的系统，是一个完整的系统文件，包括两部分

linux内核，作用是提供操作系统基本功能和机器硬件交互，读取磁盘数据，网络管理等。
centos7发行版，作用提供软件功能，例如yum安装包管理等。
因此，linux内核+centos发行版，就组成一个系统，让我们用户使用。(如：centos、ubuntu...)

查看linux系统的内核和发行版

[root@localhost ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)
[root@localhost ~]# uname -r
3.10.0-862.el7.x86_64

是否有办法可以灵活的替换发行版，让我们使用不同的【系统】？

docker实现了这个功能，技术手段是docker images

# 利用多次docker获取不同的发行版镜像
docker pull centos:7.8.2003

docker pull ubuntu

# 确认当前的宿主机发行版
[root@localhost ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)

# 运行centos:7.8.2003发行版
# 运行容器且进入容器内
# 参数解释 -i 交互式命令操作 -t 开启一个终端（进行命令操作） afb6fca791e0  容器id  bash 进入容器后执行的命令
[root@localhost ~]# docker run -it afb6fca791e0 bash
[root@cac5c0088f69 /]#

# 查看容器内的发行版本
[root@cac5c0088f69 /]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.8.2003 (Core)

# 安装运行ubuntu系统查看内核参数
[root@localhost ~]# docker pull ubuntu
[root@localhost ~]# docker run -it ubuntu bash
root@1ff8d92d7c70:/# 

# 查看容器内的ubuntu版本
root@1ff8d92d7c70:/# cat /etc/lsb-release 
DISTRIB_ID=Ubuntu
DISTRIB_RELEASE=20.04
DISTRIB_CODENAME=focal
DISTRIB_DESCRIPTION="Ubuntu 20.04.3 LTS"
#Ubuntu的包管理工具



# 安装suse系统
# 在容器内查找是否opensuse镜像
[root@localhost ~]# docker search opensuse
# 安装opensuse镜像
[root@localhost ~]# docker pull opensuse
# 运行opensuse镜像
[root@localhost ~]# docker run -it opensuse bash
# 查看的opensuset
88997e5e7b5d:/ # cat /etc/SuSE-release 
openSUSE 42.3 (x86_64)
VERSION = 42.3
CODENAME = Malachite
# /etc/SuSE-release is deprecated and will be removed in the future, use /etc/os-release instead

上述总结

系统是如何组成的？
- 一个完整的系统，是由linux内核+发行版，才组成了一个完整的系统
docker中是如何安装和使用系统、并完成高效切换的？
- 利用docker容器，可以获取不同的发行版镜像，然后基于该镜像，运行出各种容器去使用

二、理解什么是docker的镜像原理

在此之前我们需要先了解一下使用docker可以具体解决哪些问题？

docker images的搜索地址： https://hub.docker.com/

假设开发老王的笔记本Windows，需要安装各种软件环境去运行项目，如果你直接安装在宿主机上，那受限于宿主机的环境。

有哪些限制？
- 环境不兼容，比如软件系统不兼容，你安装的Windows，软件需要linux运行
- 会将你当前系统的环境搞的一团糟
- 不如你要卸载这些工具。。很麻烦。

docker解决这些问题，还是Windows系统

解决了环境不兼容问题，在容器中运行linux发行版以及各种软件【windows+docker+容器1（centos）+容器2（ubuntu）】
环境很干净，你安装的所有内容，都在容器里，不想要了直接删除容器
比如你想吧mysql容器内的数据、配置、全部迁移到到服务器上，只需要提交该容器，生成镜像，镜像放到服务器上，直接 docker run运行就可以了

docker架构，镜像就是一个【发行版】的作用，你需要提前准备好一个linux内核，然后上层正常使用不同的发行版就好了，这样你可以自由的使用各种版本系统来兼容环境

docker镜像下载过程中我们发现他耗时是一个块一块下载的，为什么？

[root@localhost ~]# docker pull redis
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/redis
a2abf6c4d29d: Already exists 
c7a4e4382001: Pull complete 
4044b9ba67c9: Pull complete 
c8388a79482f: Pull complete 
413c8bb60be2: Pull complete 
1abfd3011519: Pull complete 
Digest: sha256:db485f2e245b5b3329fdc7eff4eb00f913e09d8feb9ca720788059fdc2ed8339
Status: Downloaded newer image for redis:latest
docker.io/library/redis:latest

docker镜像原理示意图

既然docker是分层的那我们得到的镜像文件为什么又是一整个？

docker通过联合文件系统（union file system）,将上图中每一层，整合为一个文件系统，为用户隐藏了多层视角。

上述总结

当通过一个image启动容器时，docker会在该image最顶层，为我们添加一个读写文件系统作为容器，然后运行该容器。
docker镜像本质是基于union file System管理的分层文件系统。
docker镜像为什么小？
- 因为docker镜像只有rootfs（发行版）和其他镜像层，共用宿主机的内核，因此很小
为什么下载一个docker的nginx镜像，要比正常nginx装包大那么多？
- 因为docker的nginx是分层的，nginx是的安装包就几M，但是一个用于运行nginx的镜像文件，依赖于父镜像（上一层）和基础镜像（发行版），所以下载的nginx镜像才会比正常安装包大