[docker]七、docker镜像的制作（超详细）、docker镜像结构原理、镜像的分享——harbor_daemon off

目录

1、镜像（images）

1.1、Dockerfile：是制作镜像的文件

2、镜像结构原理

2.1、base 镜像

2.1.1、rootfs和bootfs

2.1.2、base 镜像提供的是最小安装的 Linux 发行版

2.2、镜像分层

2.2.1、为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构呢？

2.3、容器可写层

3、制作镜像

3.1、制作镜像的过程

3.1.1、练习

3.2、Minimize the number of layers，减少层数

3.3、制作镜像的流程中可能会出现的问题

3.4、copy和add的区别

4、若是今后开发人员开发了新的代码，容器里的代码是否会自动更新？

5、为什么有些容器启动的时候需要使用 -it 有些不需要？

5.1、daemon off

6、使用容器跑一个go程序

7、harbor

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1、镜像（images）

是打包好的软件，由程序代码、基础系统、依赖关系的软件包、系统库和工具组成 。

官方解释：

A Docker container image is a lightweight, standalone, executable package of software that includes everything needed to run an application: code, runtime, system tools, system libraries and settings.

Docker容器映像是一个轻量级的、独立的、可执行的软件包，包含了运行应用程序所需的一切:代码、运行时、系统工具、系统库和设置。

[区分一下之前我们提到的centos镜像]

我们之前在linux安装centos提到的镜像是镜像站点的centos镜像，也叫映像文件。因为centos的官方是在国外，若是我们国内用户访问到国外的话，网速就特别慢。这个时候中国的企业就在中国搞一个镜像站点，把国外的东西复制一份放到国内来。那么国内的这个服务器就成为了国外服务器的镜像站点了。而我们现在要讲的这个镜像叫images，是docker容器里的镜像可以理解为是打包好的软件，是一个app的封装。

1.1、Dockerfile：是制作镜像的文件

参考文献：Docker Hub

点开里边的任意一个版本就能看到它的dockerfile  

2、镜像结构原理

转载部分内容：第八篇：Docker镜像结构原理_Linux运维开发的技术博客_51CTO博客

2.1、base 镜像

base 镜像有两层含义：

• 不依赖其他镜像，从 scratch 构建。

scratch：是最基础的docker镜像，相当于一个地基。

• 其他镜像可以在此基础上进行扩展。

用别的镜像做基础镜像---》站在巨人的肩膀

base 镜像的通常都是各种 Linux 发行版的 Docker 镜像，比如 Ubuntu, Debian, CentOS 等，以 CentOS 为例学习 base 镜像包含哪些内容。

这里拉了很多镜像，是因为这个镜像就是在一些基础镜像的基础上加一些镜像组成了python这个镜像

使用docker pull centos下载最新版本的Centos镜像也就207M左右，而我们平时下载一个原生的centos镜像都是4G，对于 Docker 初学者都会有这个疑问。

下载python镜像：

下面来了解下Linux 操作系统由内核空间和用户空间组成，如下图所示：

2.1.1、rootfs和bootfs

bootfs和rootfs里面就是一些程序和文件

bootfs：容器启动的时候需要的内容，是linux kernel 提供了bootfs

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。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。

即我们的容器全部用宿主机的内核kernel，而容器提供的只是不同的系统文件。bootfs，容器启动的时候需要的内容；rootfs，容器内部的操作系统

2.1.2、base 镜像提供的是最小安装的 Linux 发行版

下面是 CentOS 镜像的 Dockerfile 的内容：

第二行 ADD 指令添加到镜像的 tar 包就是 CentOS 7 的 rootfs。在制作镜像时，这个 tar 包会自动解压到 / 目录下，生成 /dev, /porc, /bin 等目录。

2.2、镜像分层

Docker 支持通过扩展现有镜像，创建新的镜像。
实际上，Docker Hub 中 99% 的镜像都是通过在 base 镜像中安装和配置需要的软件构建出来的。比如我们现在制作一个镜像

root@dockerserever:~# docker pull debian  # 下载一个debian的镜像
 

① 新镜像不再是从 scratch 开始，而是直接在 Debian base 镜像上构建。
② 安装 emacs 编辑器。
③ 安装 apache2。
④ 容器启动时运行 bash。

构建过程如下图所示：

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。

2.2.1、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：若是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。

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：不会！因为修改会被限制在单个容器内。因为它有Copy-on-Write特性。

2.3、容器可写层

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”。

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 /a0.。在容器层中，用户看到的是一个叠加之后的文件系统。

1.添加文件
在容器中创建文件时，新文件被添加到容器层中。
2. 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，打开并读入内存。
3. 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。
4. 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。

3、制作镜像

[为什么要制作镜像？docker hub上不是有很多镜像吗？]

• 不能满足我们的需求
• 不够安全，有安全隐患

[谁去制作镜像？]

一般都是由开发人员去制作，也可以运维人员去制作或者权力比较大的工作人员，因为镜像里边涉及了公司里的机密代码等。

3.1、制作镜像的过程

第一步：新建一个空文件夹并pull一个python镜像

[root@centos7-docker ~]# mkdir /mydocker
[root@centos7-docker ~]# cd /mydocker/

第二步：新建Dockerfile

这里要注意，不要把注释放在代码的后边，不然待会run的时候运行不出来。

FROM python
# 我们在docker容器的工作目录。即进入docker容器的时候，所在的目录
WORKDIR /app 
 
# 复制当前目录下的所有内容到容器里边/app目录下
ADD . /app 
 
# 定义一个数据卷
VOLUME ["/data_flask"]
 
# requirements.txt会写明我这个项目会需要一些什么python库；\
# 这条命令是告诉容器把requirements.txt里需要的库到pypi.python.org这个网站里边下载
# 这条命令是在制作镜像的时候要运行的，而不是在启动容器的时候运行的，这个要记住很容易混淆
RUN pip install  --trusted-host pypi.python.org -r requirements.txt
 
# 暴露我们的端口号，即容器对外开放哪个端口
EXPOSE 80
 
# 定义环境变量
ENV NAME World
ENV AUTHOR fan
 
# 容器起来之后运行的第一个程序，这个是容器启动的时候运行，要和上边区分开来
CMD ["python", "app.py"]

另外的一些解释

第三步：新建requirements.txt文件

Flask
Redis

第四步：新建app.py文件

from flask import Flask
from redis import Redis,RedisError
import os
import socket
 
# Connect to Redis   连接redis数据库
redis = Redis(host="redis", db=0,socket_connect_timeout=2, socket_timeout=2)
 
app = Flask(__name__)
 
# 访问这台机器的根"/"
@app.route("/")
def hello():
	try:
		# 若是有人访问，会往redis数据库里增加一个值
		visits = redis.incr("counter")
	except RedisError:
		# 这个visits是从redis数据库里获取的
		visits = "<i>cannot connect to REdis, counter disabled</i>"
 
	html = "<h3>Hello {name}!</h3>" \
			"<b>Hostname:</b>{hostname}<br/>" \
			"<b>Visits:</b> {visits}"
	# 返回这个主机名(socket.gethostname())和访问的次数(visits)
	return html.format(name=os.getenv("NAME", "world"), hostname=socket.gethostname(),visits=visits)
 
if __name__ == "__main__":
	app.run(host='0.0.0.0', port=80)

第五步：生成镜像，需要一点时间，因为要下载很多东西

# -t，打个标记，等于给这个镜像取个名字
[root@centos7-docker mydocker]# docker build -t friendlyhello_1 .

生成镜像的时候，背后会自动生成临时的容器去执行Dockerfile里的命令，检测这个命令是否可以运行 

[查看结果] 

[root@centos7-docker ~]# docker images
REPOSITORY          TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
friendlyhello_1     latest    82dda8055795   7 hours ago     935MB

 第六步：运行容器

[root@centos7-docker docker]# docker run -d -p 5080:80 --name hello-1 friendlyhello_1
[root@centos7-docker docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE             COMMAND           CREATED         STATUS         PORTS                                   NAMES
c6dbd5383c7a   friendlyhello_1   "python app.py"   7 minutes ago   Up 7 minutes   0.0.0.0:5080->80/tcp, :::5080->80/tcp   hello-1
# 一定要做端口映射，不然到时候我们无法访问应用程序

[注意]： 若是我们使用"daocker ps"没有看到我们创建的容器在启动，那么就是我们之前编辑app.py  Dockerfile  requirements.txt，这三个文件有误。我们可以使用"docker logs + 容器名字"来看运行这个容器的时候出现了什么错误。

[root@centos7-docker mydocker]# docker logs hello-2
 * Serving Flask app 'app' (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: off
 * Running on all addresses (0.0.0.0)
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
 * Running on http://127.0.0.1:80
 * Running on http://172.17.0.3:80 (Press CTRL+C to quit)
192.168.29.1 - - [22/Apr/2022 13:19:18] "GET / HTTP/1.1" 200 -
192.168.29.1 - - [22/Apr/2022 13:19:18] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -
 
# 我这是执行成功了的情况

[结果查看]

 

因为redis服务没有安装，所以连接不到redis数据库，可以启动一个redis的容器，链接到现在这个容器

第七步：起一个redis容器

[root@centos7-docker docker]# docker run -d -p 6379:80 --name fan-redis-1 redis
a2b9a2ec08fa9efa1276efbefed4beaef25033bd56d8d888f3e61bfa46afad8b
[root@centos7-docker docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE             COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                             NAMES
a2b9a2ec08fa   redis             "docker-entrypoint.s…"   4 seconds ago    Up 3 seconds    6379/tcp, 0.0.0.0:6379->80/tcp, :::6379->80/tcp   fan-redis-1
c6dbd5383c7a   friendlyhello_1   "python app.py"          22 minutes ago   Up 22 minutes   0.0.0.0:5080->80/tcp, :::5080->80/tcp             hello-1

起完之后，页面还是没有变化。因为我们虽然起了reids容器，但是不知道redis服务的IP地址是多少，所以连不过去。

[root@centos7-docker docker]# docker exec -it hello-1 /bin/bash
root@c6dbd5383c7a:/app# cat /etc/hosts
127.0.0.1	localhost
::1	localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0	ip6-localnet
ff00::0	ip6-mcastprefix
ff02::1	ip6-allnodes
ff02::2	ip6-allrouters
172.17.0.2	c6dbd5383c7a  # 这里可以看到这个机器只知道自己的IP地址

因为这个镜像的命令太过于少了，所以没有vim和vi命令能够直接修改这个文件。但是我感觉直接修改这个文件，添加一条标明redis容器的IP地址的内容就可以访问到了。这里我们直接新建一个容器吧。

[root@centos7-docker mydocker]# docker run  -d --name hello-2 -p  5081:80 --link fan-redis-1:redis friendlyhello_1
ad7d079f9aa87da741303fc366311166b020617d4b5729916444881c75983647
[root@centos7-docker mydocker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE             COMMAND                  CREATED             STATUS         PORTS                                             NAMES
ad7d079f9aa8   friendlyhello_1   "python app.py"          6 seconds ago       Up 6 seconds   0.0.0.0:5081->80/tcp, :::5081->80/tcp             hello-2
a2b9a2ec08fa   redis             "docker-entrypoint.s…"   About an hour ago   Up 6 minutes   6379/tcp, 0.0.0.0:6379->80/tcp, :::6379->80/tcp   fan-redis-1
 
# 这里我们可以看到新建的hello-2有redis的IP地址
root@ad7d079f9aa8:/app# cat /etc/hosts
127.0.0.1	localhost
::1	localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0	ip6-localnet
ff00::0	ip6-mcastprefix
ff02::1	ip6-allnodes
ff02::2	ip6-allrouters
172.17.0.2	redis a2b9a2ec08fa fan-redis-1
172.17.0.3	ad7d079f9aa8