揭秘 Docker 容器与镜像的存储机制

2023-12-18 02:10:08

Docker 容器与镜像的储存机制

在 Docker 的生态中，有容器（container）和镜像（image）两个重要的概念。容器是一个隔离的执行环境，可以独立于其他进程运行；镜像是一个模板，包含了创建容器所需的全部配置信息和文件。容器和镜像都存储在主机上，但它们却有着不同的存储机制。

容器的存储机制

容器的存储机制可以分为两部分：镜像层和容器层。

镜像层 ：镜像层存储着镜像本身的内容，包括操作系统、运行时环境和应用程序代码等。镜像层是只读的，任何对镜像层的修改都会创建一个新的镜像层。
容器层 ：容器层存储着容器的运行时数据，包括文件系统、进程状态和网络配置等。容器层是可写的，容器中的进程可以对容器层进行修改。

容器的存储机制如下图所示：

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|            镜像层             |
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|            容器层             |
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镜像的存储机制

镜像的存储机制可以分为两部分：镜像仓库和镜像本地存储。

镜像仓库 ：镜像仓库是存储镜像的中央仓库，可以是公共的也可以是私有的。用户可以从镜像仓库中下载镜像，也可以将镜像上传到镜像仓库。
镜像本地存储 ：镜像本地存储是存储在主机上的镜像副本。当用户从镜像仓库下载镜像时，镜像就会被复制到镜像本地存储中。镜像本地存储中的镜像可以被多次使用，以减少从镜像仓库下载镜像的次数。

镜像的存储机制如下图所示：

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|                                |
|        镜像仓库              |
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|        镜像本地存储          |
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Docker 的存储驱动程序

Docker 使用存储驱动程序来管理容器和镜像的存储。存储驱动程序负责在主机上创建和管理存储卷（volume），存储卷是容器和镜像存储数据的逻辑单元。Docker 支持多种存储驱动程序，包括 OverlayFS、aufs、devicemapper、btrfs 和 overlay2。

OverlayFS ：OverlayFS 是 Docker 的默认存储驱动程序。OverlayFS 是一个联合文件系统，可以将多个文件系统层叠在一起，形成一个新的文件系统。OverlayFS 的优点是性能好、支持快照和克隆。
aufs ：aufs 是另一个流行的存储驱动程序。aufs 与 OverlayFS 类似，也是一个联合文件系统。aufs 的优点是性能好、支持快照和克隆。
devicemapper ：devicemapper 是一个块设备管理框架。devicemapper 可以将块设备映射到文件系统，从而实现存储卷的创建和管理。devicemapper 的优点是支持多种块设备类型，包括硬盘、SSD 和网络存储。
btrfs ：btrfs 是一个现代的文件系统，具有许多高级特性，包括快照、克隆和文件系统压缩。btrfs 可以直接作为存储驱动程序使用，也可以与 OverlayFS 或aufs 结合使用。
overlay2 ：overlay2 是 OverlayFS 的改进版本。overlay2 解决了 OverlayFS 中的一些性能问题，并添加了一些新特性，例如支持加密文件系统。overlay2 是 Docker 17.03 及更高版本中的默认存储驱动程序。