## 向您推薦 [Dcoker入門與實踐系列文章](http://www.zimug.com/360.html) 歡迎加入QQ技術交流群：300139299 ## 前言 本文大部分內容，摘自docker官方文檔.[Understand images, containers, and storage drivers](https://docs.docker.com/engine/userguide/storagedriver/imagesandcontainers/) 譯者沒有采取原文翻譯的方式,而是結合自己的學習進行了歸納總結. 要想真正的理解docker的存儲驅動，需要先了解docker鏡像是如何構建和存儲，以及容器如何使用鏡像. ## 鏡像與分層 下面是ubuntu:15.04的鏡像分層.一共是４層,每一層都由一些只讀并且描繪系統區別的文件組成.  上下兩張圖對比，可以清晰的看到鏡像分層關系（上圖是官方文檔圖片，可以看到鏡像大小進行了精簡，但是ubuntu:15.04鏡像的分層結構沒變）. ``` docker history ubuntu:15.04 IMAGE CREATED CREATED BY SIZE COMMENT d1b55fd07600 4 months ago /bin/sh -c #(nop) CMD ["/bin/bash"] 0 B <missing> 4 months ago /bin/sh -c sed -i 's/^#\s*\(deb.*universe\)$/ 1.879 kB <missing> 4 months ago /bin/sh -c echo '#!/bin/sh' > /usr/sbin/polic 701 B <missing> 4 months ago /bin/sh -c #(nop) ADD file:3f4708cf445dc1b537 131.3 MB ``` **Docker存儲驅動的作用就是:將這些分層的鏡像文件堆疊起來，并且提供統一的視圖.使container的文件系統看上去和我們普通的文件系統沒什么區別.** 當創建一個新的容器的時候,實際上是在鏡像的分層上新添加了一層container layer（容器層）.之后所有對容器產生的修改,實際都只影響這一層.  **注意** * 容器層：讀寫層(可寫層) * 鏡像層：只讀層 ## 容器與分層 鏡像與容器的一個主要區別就是，是否具有頂層的讀寫層(可寫層).對于一個容器的數據新增，修改，都存儲在可寫層.當你刪除一個容器的時候，可寫層也將被刪除(注意:可寫層與數據卷的區別).然而鏡像層是保持不變的. 下圖展示了，多個容器共享一個鏡像.鏡像層是只讀層,不變的.多個容器層在同一個鏡像層之上，并且相互獨立，互相不影響.  docker 存儲驅動的職責就是將鏡像層和可寫容器層管理起來.不同的驅動實現管理的方式也不一致.實現容器與鏡像管理的兩個關鍵技術就是可堆疊的鏡像層和copy-on-write (CoW，寫時復制). ## 簡述寫時復制 舉個例子：小文和小武由不同的老師上數學課，但是他們只有一個習題冊.小文的作業是，練習冊的第十一頁.為了不影響到小武，小文的做法是將第11頁copy，完成作業后上交.這就是一個典型的**寫時復制** 第一次修改一個文件,這個文件首先會從該讀寫層下面的只讀層復制到該讀寫層。該文件的只讀版本依然存在，但是已經被讀寫層中的該文件副本所隱藏。 > 了解了寫時復制，就應該注意一個問題：如果第一次修改鏡像層內包含的文件，文件的size很大.會造成大量的磁盤IO的開銷.所以不建議將需要修改的大文件，集成到鏡像內.可以采用數據卷的方式. ## 數據卷與存儲驅動 當一個容器刪除的時候,寫入該容器的所有數據將被刪除(除了保存在數據卷中的數據) 數據卷是掛載到容器的,docker宿主機上的一個目錄或文件。對數據卷的文件讀寫是不受存儲驅動控制的，接近于本地文件系統讀寫速度.可以掛載多個數據卷到一個容器.也可以多個容器共享一個或多個數據卷. 如圖所示:一個docker宿主機運行２個容器。每個容器有自己的存儲空間，存儲于宿主機本地文件系統　/var/lib/docker/... 另外有一個共享的數據卷在 /data.掛載到兩個容器內實現共享.  ## 如何選擇存儲驅動 docker目前支持的存儲驅動有:OverlayFS,AUFS,Btrfs,Device Mapper,VFS,ZFS。 * docker的存儲驅動目前并沒有一個通用的，完美的，適用于所有環境的存儲驅動.所以需要根據自己的環境來有所選擇. * 存儲驅動在不斷的改進與發展 * 如果從穩定性上的考量，在安裝docker的時候會默認根據你的系統環境配置選擇一個存儲驅動.通常來說使用這個默認的驅動將減少你遇到bug的機會. * 如果你的團隊使用過RHEL及其相關分支,你可能有關于LVM和Device Mapper的經驗.這時建議你使用devicemapper存儲驅動. 查看當前docker 引擎的存儲驅動 ``` #docker info Containers: 0 Running: 0 Paused: 0 Stopped: 0 Images: 24 Server Version: 1.10.2 Storage Driver: aufs Root Dir: /var/lib/docker/aufs Backing Filesystem: extfs Dirs: 52 Dirperm1 Supported: true ``` 如圖所示：存儲驅動類型為aufs,宿主機文件系統的格式為extfs。 #### 存儲驅動與宿主機文件格式 |存儲驅動|通常被使用在(宿主機fs格式)|不支持的fs格式| |--|--|--| |overlay|ext4 xfs|btrfs aufs overlay overlay2 zfs eCryptfs| |overlay2|ext4 xfs|btrfs aufs overlay overlay2 zfs eCryptfs| |aufs|ext4 xfs|btrfs aufs eCryptfs| |btrfs|btrfs only|N/A| |devicemapper|direct-lvm|N/A| |vfs|debugging only|N/A| |zfs|zfs only|N/A| #### 設置docker的存儲驅動 * 方法一:如設置存儲驅動的類型為devicemapper ``` $ dockerd --storage-driver=devicemapper & ``` * 方法二:如設置存儲驅動的類型為devicemapper，在DOCKER_OPTS配置參數的最后面加上--storage-driver=devicemapper ``` vim /etc/default/docker DOCKER_OPTS="<其他配置項> --storage-driver=devicemapper" ``` #### 現狀與未來 許多人認為OverlayFS是Docker存儲驅動的未來.然而,它仍然不夠成熟.穩定性上也不如一些成熟的存儲驅動，如：AUFS，devicemapper. 下面的圖表，顯示了每個存儲驅動的優勢以及不足，請參考：  ## 具體到某一個存儲驅動 > 這部分介紹具體的存儲驅動的實現方式,對于技術研究者可以參考學習.對于應用實踐者，可以暫時止步.筆者看了這部分內容，沒有進行翻譯總結.留下待以后完成. ### AUFS [Docker and AUFS in practice](https://docs.docker.com/engine/userguide/storagedriver/aufs-driver/) ### device mapper [Docker and the Device Mapper storage driver](https://docs.docker.com/engine/userguide/storagedriver/device-mapper-driver/) ## 寫于 2016年6月21日 發布于: [字母哥博客](http://www.zimug.com) docker技術日新月異，文中內容可能時刻發生變化. ## 向您推薦 [Dcoker入門與實踐系列文章](http://www.zimug.com/360.html) 歡迎加入QQ技術交流群：300139299