Docker应用容器引擎——构建镜像的两种方式（Dockerfile、commit）_dockerfile和docker commit

一.镜像的分层结构

Docker镜像是由文件系统叠加而成。最底端是一个文件引导系统，即bootfs。Docker用户不会与引导文件系统有直接的交互。

Docker镜像的第二层是root文件系统rootfs，通常是一种或多种操作系统，例如ubuntu等。

在Docker中，文件系统永远都是只读的，在每次修改时，都是进行拷贝叠加从而形成最终的文件系统。Docker称这样的文件为镜像。
一个镜像可以迭代在另一个镜像的顶部。位于下方的镜像称之为父镜像，最底层的镜像称之为基础镜像。
最后，当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器。

可以看到，新镜像是从 base 镜像一层一层叠加生成的。每安装一个软件，就在现有镜像的基础上增加一层。

1.内核空间是 kernel，Linux 刚启动时会加载 bootfs 文件系统，之后 bootfs 会被卸载掉。用户空间的文件系统是 rootfs，包含我们熟悉的 /dev, /proc, /bin 等目录。

2.对于 base 镜像来说，底层直接用 Host 的 kernel，自己只需要提供 rootfs 就行了。 而对于一个精简的 OS，rootfs 可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了。相比其他 Linux 发行版，CentOS 的 rootfs 已经算臃肿的了，alpine 还不到 10MB。
我们平时安装的 CentOS 除了 rootfs 还会选装很多软件、服务、图形桌面等，需要好几个 GB 就不足为奇了。)

3.base镜像提供的是最小的Linux发行版

4.同一docker主机支持运行多种Linux发行版( bootfs (boot file system) 主要包含 bootloader 和 kernel, bootloader主要是引导加载kernel, 当boot成功后 kernel 被加载到内存中后 bootfs就被umount了。
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。

5.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。比如 Ubuntu 14.04 使用 upstart 管理服务，apt 管理软件包；而 CentOS 7 使用 systemd 和 yum。这些都是用户空间上的区别，Linux kernel 差别不大。所以 Docker 可以同时支持多种 Linux镜像，模拟出多种操作系统环境。)

不同linux系统的内核一样，但是上边的文件系统不一样

1.为什么镜像是分层的

为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构呢？
最大的一个好处就是 ——共享资源。

比如：有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么 Docker Host 只需在磁盘上保存一份 base 镜像；同时内存中也只需加载一份 base 镜像，就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享，我们将在后面更深入地讨论这个特性。
这时可能就有人会问了：如果多个容器共享一份基础镜像，当某个容器修改了基础镜像的内容，比如 /etc 下的文件，这时其他容器的 /etc 是否也会被修改？答案是不会！
修改会被限制在单个容器内。
这就是我们接下来要说的容器 Copy-on-Write 特性。新数据会直接存放在最上面的容器层。修改现有数据会先从镜像层将数据复制到容器层，修改后的数据直接保存在容器层中，镜像层保持不变。如果多个层中有命名相同的文件，用户只能看到最上面那层中的文件。
这种分层结构，大大减少了磁盘空间和网络带宽（下载时）

2.base镜像是什么

base 镜像简单来说就是不依赖其他任何镜像，完全从0开始建起，
其他镜像都是建立在他的之上，可以比喻为大楼的地基，docker镜像的鼻祖。

base 镜像有两层含义：
（1）不依赖其他镜像，从 scratch 构建；
（2）其他镜像可以之为基础进行扩展。
所以，能称作 base 镜像的通常都是各种 Linux 发行版的 Docker 镜像，
比如 Ubuntu, Debian, CentOS 等。
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3.镜像的写时复制特性

Docker的这种机制我们称之为写时复制。
镜像是用来创建容器的,是容器的只读模板,默认可以从 docker hub 上下载。

当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”,典型的Linux在启动后，首先将 rootfs(root file system根文件系统) 置为 readonly, 进行一系列检查, 然后将其切换为 “readwrite” 供用户使用。在docker中，起初也是将 rootfs以readonly方式加载并检查，然而接下来利用 union mount 的将一个 readwrite 文件系统挂载在 readonly的rootfs之上，并且允许再次将下层的 file system设定为readonly 并且向上叠加,这样一组readonly和一个writeable的结构构成一个container的运行目录, 每一个被称作一个Layer所有对容器的改动，无论添加、删除、还是修改文件都只会发生在容器层中。只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的。

下面我们深入讨论容器层的细节

• 镜像层数量可能会很多，所有镜像层会联合在一起组成一个统一的文件系统。如果不同层中有一个相同路径的文件，比如 /a，上层的 /a会覆盖下层的 /a，也就是说用户只能访问到上层中的文件 /a。在容器层中，用户看到的是一个叠加之后的文件系统。
• 添加文件：在容器中创建文件时，新文件被添加到容器层中。 读取文件：在容器中读取某个文件时，Docker会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到，立即将其复制到容器层，然后打开并读入内存。
• 修改文件：在容器中修改已存在的文件时，Docker 会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到，立即将其复制到容器层，然后修改之。
• 删除文件：在容器中删除文件时，Docker 也是从上往下依次在镜像层中查找此文件。找到后，会在容器层中记录下此删除操作。
• 只有当需要修改时才复制一份数据，这种特性被称作Copy-on-Write。可见，容器层保存的是镜像变化的部分，不会对镜像本身进行任何修改。这样就解释了我们前面提出的问题：容器层记录对镜像的修改，所有镜像层都是只读的，不会被容器修改，所以镜像可以被多个容器共享。
  

二.构建镜像的两种方式

1.docker commit 构建新镜像三部曲

运行容器     #     docker run -it --name test busybox
修改容器 （以下命令在容器内运行）   #    echo helloworld > testfile
将容器保存为新的镜像    #    docker commit  test test:v1
查看镜像    #    docker images test:v1
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（1）利用ubuntu镜像建立容器vm1，，对它进行修改
（2）使用commit命令进行封装