docker容器存储

2024-02-25 11:48:28

写在前面

我们在上篇学习了容器网络，对容器网络驱动bridge工作原理做了较为详细的介绍，今天小作文一起看看容器中另一个关键域-存储。

容器的存储可以分为两大类：

一种是与镜像相关的即我们在《docker容器技术基础之联合文件系统OverlayFS》一文提到的容器层Copy-On-Write特性。默认情况下，在容器内创建的所有文件都存储在可写容器层上，这种直接将文件存储在容器层的方式数据难以持久化和共享，由于依赖存储驱动与使用直接写入主机文件系统的数据卷相比，这种额外的抽象会降低性能。

另一中是宿主机存储即通过将宿主机目录绑定或挂在到容器中使用，容器停止后数据也能持久化。小作文主要介绍后者。

几种存储挂载方式

这里我们根据数据存储在 Docker 主机上的不同位置绘制如下图：

1.bind mounts

绑定挂载与卷相比，功能有限。使用绑定挂载时，主机上的文件或目录会挂载到容器中。文件或目录由其在主机上的完整路径引用。目录不需要已经存在于 Docker 主机上，如果不存在，docker会帮我们创建。注意一下，只能自动创建目录哦。

我们通过 -v 选项绑定挂载一个目录 /nginx/html 到容器中看看

docker run -dt -v /nginx/html:/usr/share/nginx/html --name nginx nginx

通过docker inspect nginx 查看容器 Mounts字段

"Mounts": [
    {
        "Type": "bind",
        "Source": "/nginx/html",
        "Destination": "/usr/share/nginx/html",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": "rprivate"
    }
],

接着我们在docker主机上创建一个index.html并写入hello nginx，然后访问容器IP，显然我们的挂载已经生效了。

[root@localhost ~]# echo "hello nginx" >  /nginx/html/index.html
[root@localhost ~]# curl 172.17.0.4
hello nginx

这里有一个问题，我们可以通过docker主机修改文件使容器内文件生效，反过来也一样，容器可以修改、创建和删除主机文件系统上的内容。处理这个问题我们可以在创建容器的时候配置挂载目录的权限，比如下面的只读权限：

docker run -dt -v /nginx/html:/usr/share/nginx/html:ro --name nginx nginx

所以在我们使用绑定挂载的时候，你操作的是主机文件系统，你必须清楚如下：

你挂载的目录包含哪些内容，以免对其他应用造成影响。
你的容器是否应该有权操作这些目录。

2.volumes

volume存储卷由 Docker 创建和管理，我们可以使用该docker volume create命令显式的创建卷，或者在容器创建时创建卷。

[root@localhost ~]# docker volume create nginx_volume
nginx_volume
[root@localhost volumes]# docker inspect  nginx_volume
[
    {
        "CreatedAt": "2021-08-12T01:58:04-04:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/nginx_volume/_data",
        "Name": "nginx_volume",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

可以看到挂载点处于docker的根目录/var/lib/docker/volumes下

通过docker volume rm/prune 清除单个或所有未再使用的卷，可以通过docker 命令来管理卷是对比绑定挂载的一个优势。

[root@localhost ~]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     owncloud-docker-server_files
local     owncloud-docker-server_mysql
local     owncloud-docker-server_redis
[root@localhost ~]# docker volume prune
WARNING! This will remove all local volumes not used by at least one container.
Are you sure you want to continue? [y/N] y
Deleted Volumes:
owncloud-docker-server_files
owncloud-docker-server_mysql
owncloud-docker-server_redis

Total reclaimed space: 199.4MB

在创建容器时如果未指定容器挂载的源则docker会自动为我们创建一个匿名卷，同样位于docker根目录下。

[root@localhost volumes]# docker run -dt -v /usr/share/nginx/html --name nginx_with_volume nginx
d25bdfce9c7ac7bde5ae35067f6d9cf9f0cd2c9cbea6d1bbd7127b3949ef5ac6
[root@localhost volumes]# docker volume ls 
DRIVER    VOLUME NAME
local     d8e943f57d17a255f8a4ac3ecbd6471a735aa64cc7a606c52f61319a6c754980
local     nginx_volume
[root@localhost volumes]# ls /var/lib/docker/volumes/
backingFsBlockDev  d8e943f57d17a255f8a4ac3ecbd6471a735aa64cc7a606c52f61319a6c754980  metadata.db  nginx_volume

当我们创建挂载卷之后，此时的存储与bind mounts是一致，不过当 docker 主机不能保证具有给定的目录或文件结构时，卷可帮助我们将 docker 主机的配置与容器运行时分离。这样一来当我们需要将数据从一台 Docker 主机备份、还原或迁移到另一台时，卷就很方便了，可以脱离host path的限制。

在使用绑定挂载和卷时我们要注意下面传播覆盖原则：

挂载一个空卷时：容器内目录的内容会传播（复制）到卷中。

绑定挂载或非空卷时：容器内目录的内容会被卷或绑定的主机目录覆盖。

3.tmpfs mount

tmpfs挂载仅适用于linux主机，当我们使用tmpfs挂载创建容器时，容器可以在容器的可写层之外创建文件。将数据保留在内存中，当容器停止时，写入的数据也将被移除。主要用于临时存储不想保留在主机或容器可写层中的敏感文件。

通过--tmpfs选项挂载一个内存块。

docker run -dt --name busybox_tmpfs --tmpfs /etc/running busybox

通过--mount的方式带上参数,指定临时存储大小。

docker run -dt --name busybox_tmpfs2 --mount type=tmpfs,tmpfs-size=2048,destination=/etc/running busybox

存储数据共享

在容器之间共享数据主要有两种方法，第一种比较简单，只需要将目录或者volume挂载到多个容器中即可。这里不做赘述，我们来看一下通过中间容器实现共享的方式。

我们创建一个中间容器,包含绑定挂载目录和一个卷。

docker create -v /share:/volume1 -v /volume2  --name volume_share  busybox

在我们需要共享的容器中通过选项--volumes-from拿过来用即可

docker run -d -t --volumes-from volume_share  --name container1  busybox

我们inspect检查一下Mounts字段，此时container1已经挂载到了一个bind目录和一个volume

"Mounts": [
    {
        "Type": "bind",
        "Source": "/share",
        "Destination": "/volume1",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": "rprivate"
    },
    {
        "Type": "volume",
        "Name": "21605e49a0ba90a1b952a32c1b3f0d42735da8bfe718f0dc76c37e91f1e51c0e",
        "Source": "/var/lib/docker/volumes/21605e49a0ba90a1b952a32c1b3f0d42735da8bfe718f0dc76c37e91f1e51c0e/_data",
        "Destination": "/volume2",
        "Driver": "local",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": ""
    }
],

关于docker容器存储我们先学习到这，希望这篇小作文在你需要时对你有点用。

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