💧Dockerdockerfile构建镜像

一、Dcokerfile概念

Dockerfile是一个文本文件，文件中包含了一条条指令（instrucation），用于构建镜像。每一条指定构建一层镜像，因此每一条指令的内容，就是描述该层镜像应当如何构建。

• dockerfile是自定义镜像的一套规则
• dockerfile由多条指令构成，dockersfile的每一条指令都会对应于docker镜像中的每一层

1.1、dockerfile的原理就是镜像分层

• Dockerfile中的每一个指令都会创建一个新的镜像层（是一个临时的容器，执行完成后将不再存在，再往后进行重新的创建于操作）
• 镜像层将被缓存和复用（后续的镜像曾将基于前面的每一层，每一层都会由下几层的缓存）
• 当Dockerfile的指令被修改了，复制的文件变化了，或构建镜像时指定的变量不同了，那么对应的镜像层缓存就会失效（因为后续的操作必然更改前面的镜像层）
• 某一层的镜像缓存失效了之后，它之后的镜像层就会失效（第一层不成功，那么第二层也会失效）
• 容器的修改并不会影响镜像，如果在某一层中添加一个文件，在下一层中删除它，镜像中依然会包含该文件

二、Docker镜像的创建

#创建镜像的三种方法
 
基于已有镜像创建
 
基于本地模板创建
 
基于Dockerfile创建

2.1、基于已有镜像创建

原理：将容器里面运行的程序及运行环境打包生成新的镜像

docker commit 【选项】 【容器id】 仓库名:标签

常用选项

 2.2、基于本地模板创建

wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
#使用wget命令导入为本地镜像
 
docker import debian-7.0-x86-minimal.tar.gz -- debian:v1
或
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz |docker import - debian:v1
#生成镜像
 
docker images
#查看镜像
 
docker run -itd debian:v1 bash
#创建并启动容器

2.3、基于dockerfile创建

• dockerfile是一组指令组成的文件
• dockerfile每行支持一条指令，每条指定可携带多个参数，一条指令可以用&&方式，去写多条指令
• dockerfile支持以“#”为开头的注释

dockerfile结构

• 基于镜像信息（linux发行版：比如centos、ubuntu、suse、debian、alpine、redhat）
• 维护者信息（docker search可查看）
• 镜像操作指令（tar yum make）
• 容器启动时执行指令（cmd ["/root/run/sh"]、entrypoint、都是系统启动时，第一个加载的程序/脚本/命令）

构建镜像命令

可以在构建镜像时指定资源限制

在编写Dockerfile时，需要遵守严格的格式：

• 第一行必须使用FROM指令知名所基于的镜像名称
• 之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息
• 然后书镜像操作相关指令，如RUN指令。每一条指令，都会给基础镜像添加新的一层
• 最后使用CMD指令指定启动容器时，要运作的命令操作

三、镜像分层的原理

Docker镜像结构的分层

镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就是删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像像每层内容及可读可写的容器层

• Dockerfile中的每个指令都会创建一个新的镜像层
• 镜像层将被缓存和复用
• 当Dockerfile的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了，对应的镜像层缓存就会失效。
• 某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会失效
• 镜像层是不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在一层中删除它，则镜像中依然会包含该文件，只是这个文件在Docker容器中不可见了

3.1、Docker镜像分层（基于AUFS构建）

• doker镜像位于bootfs之上
• 每一层镜像的下一层为父镜像
• 第一层镜像成为base images（操作系统环境镜像）
• 容器曾（可读可写，为了给用户操作），在最顶层（writeable）
• 容器层一下都是readonly

3.2、bootfs内核空间

主要包含bootloader（引导程序）和kernel（内核）

• bootloader主要引导加载kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs
• 这一层与我们典型的linux/Unix系统时一样的，包含boot加载器和内核，当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时内存的使用权有bootfs交给内核，此时系统也会卸载bootfs。
• 在linux操作系统中，linux加载bootfs时会将rootfs设置为read-only，系统自检后会将只读改为读写，让我们可以在操作系统中进行

3.3、rootfs内核空间

• bootfs之上（base images，例如centos、ubuntu）
• 包含的就是典型的linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件
• rootfs就是各种不同的操作系统发行版

3.4、AUFS与overlay/overlay2

AUFS是一种联合文件系统，它使用同一个Linux host上的多个目录，逐个堆叠起来，对外呈现出一个统一的文件系统，AUFS使用该特性，实现了Docker镜像的分层

• 而docker使用了overlay/overlay2存储驱动来支持分层结构
• overlayFS将单个Linux主机上的两个目录合并成一个目录，这些目录被称为层，统一过程被称为联合挂载

overlay结构

overlayfs在Linux主机上只有两层，一个目录在下层，用来保存镜像，另一个目录在上层，用来存储容器信息

rootfs    #基础镜像
lower     #下层信息（为镜像层，只读）
upper     #上层目录（容器信息，可写）
worker    #运行的工作目录（copy-on-write写时复制-->准备容器环境）
mergod    #视图层（容器视图）
 
#docker 镜像层次结构总结
1、base images :基础镜像
2、image :固化了一个标准运行环境，镜像本身的功能-封装一组功能性的文件，通过统一的方式，文件格式提供出来（只读）
3、container :容器层（读写）
4、docker-server 端
5、呈现给docker-client（视图）

3.5、联合文件系统（UnionFS）

UnionFS（联合文件系统）：Union文件系统(UnionFS)是一种分层，轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。AUFS、OberlayFS及Devicemapper都是一种UnionFS。

Union文件系统是Docker镜像的基础：镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像

特性：
一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录

从仓库下载时，我们看到的一层层的就是联合文件系统

2.6、镜像加载原理

• 在Docker镜像的最底层是bootfs，这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs
• rootfs在bootfs之上。包含的就是典型Linux系统中的/dev、/proc、/bin、/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu、Centos等等
• 我们可以理解成一开始内核里什么都没有，① 操作一个命令下载debian,这是就会在内核上面加一层基础镜像； ② 再安装一个emacs,会在基础镜像上叠加一层image;接着再安装一个apache,又会在images.上面叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。 在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。 ③ 但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs.

四、dockerfile操作指令

4.1、CMD和ENTRPOINT介绍

要想了解cmd和entrypoint的区别，首选必须了解exec模式和shell模式的区别

exec和shell模式的区别
exec模式：容器加载时使用的启动的第一个任务进程

shell模式：容器加载时第一个bash环境（/bin/bash、/bin/sh、/bin/init）

exec模式下传入命令
构建的镜像时传入CMD，启动容器时不传入CMD

cd /opt
mkdir test
#创建Dockerfile的工作目录
 
vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["top"]
#编写Dockerfile文件
 
docker build -t centos:7 .
#基于dockerfile构建镜像
 
docker run -it --name test centos:7
#基于构建好的镜像启动容器
 
docker logs test
#查看执行的命令
 
docker exec test ps sux 
#传入ps aux 命令执行，查看结果
 

使用exec模式无法输出环境变量

cd /opt/test
vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["echo","$HOME"]
#编写新的dockerfile文件
 
echo $HOME
#有shell环境下输出的变量值
 
docker build -t centos:new .
#构建dockerfile镜像
 
docker images
#查看镜像
 
docker run -itd --name test centos:new 
#基于构建好镜像的启动容器
 
docker ps -a
#查看全部的容器
 
docker logs test
#查看执行结果

 shell模式

vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["sh","-c","echo $HOME"]
#编写一个dockerfile文件
 
docker build -t centos:new2
#基于文件编写centos:new2的镜像
 
docker images
#查看镜像
 
docker run -itd --name test1 centos:new2
#启动容器
 
docker logs test1
#查看输出日志

五、实例（以Kibana为例）

首先同级目录中准备相应得包

FROM ubuntu:20.04
COPY kibana-7.17.0-linux-aarch64.tar.gz /tmp/
RUN tar zxvf /tmp/kibana-7.17.0-linux-aarch64.tar.gz -C /usr/share/
RUN ln -s /usr/share/kibana-7.17.0-linux-aarch64 /usr/share/kibana
WORKDIR /usr/share/kibana
EXPOSE 5601
CMD ["bin/kibana"]

这个Dockerfile文件使用Ubuntu 20.04作为基础镜像，并将Kibana软件包复制到/tmp/目录下。然后，它解压缩软件包并将其安装在/usr/share/kibana目录下。接下来，它将/usr/share/kibana链接到/usr/share/kibana-7.17.0-linux-aarch64目录，并设置工作目录为/usr/share/kibana。最后，它暴露5601端口并设置启动Kibana的命令。

随后创建完成容器后启动即可

在终端中，导航到包含Dockerfile和Kibana软件包的目录，并运行以下命令来构建Docker镜像：

````
docker build -t kibana:7.17.7 .
```

这将使用Dockerfile文件中的指令构建一个名为kibana:7.17.7的Docker镜像。请注意，这可能需要一些时间，具体取决于您的系统速度和网络速度。
````

构建完成后，您可以运行以下命令来启动Docker容器：

````
docker run -p 5601:5601 kibana:7.17.7
```

这将在5601端口上启动Kibana容器，并将其映射到主机的5601端口上。现在，您可以通过访问http://localhost:5601来访问Kibana了。
````

小结

CMD和ENTRYPOINT的区别
简单回答
 
相同点： 都是容器环境启动时需要加载的命令
不同点： CMD不能传参，ENTRYPOINT可以传参
详细回答
 
不同点
 
如果ENTRYPOINT是使用shell模式，CMD指令会被忽略
**如果ENTRYPOINT是使用exec模式，**CMD也会是exec模式，CMD指令的内容作为参数追加到ENTRYPOINT