docker存储卷

2023-11-04 08:02:58

docker存储卷

COW机制

Docker镜像由多个只读层叠加而成，启动容器时，Docker会加载只读镜像层并在镜像栈顶部添加一个读写层。

如果运行中的容器修改了现有的一个已经存在的文件，那么该文件将会从读写层下面的只读层复制到读写层，该文件的只读版本依然存在，只是已经被读写层中该文件的副本所隐藏，这就是“写时复制(COW)”机制。

对于这种方式来说，我们去访问一个文件，修改和删除等一类的操作，其效率会非常的低，因为隔着很多层镜像。

而要想绕过这种限制，我们可以通过使用存储卷的机制来实现。

什么是存储卷

存储卷就是将宿主机的本地文件系统中存在的某个目录直接与容器内部的文件系统上的某一目录建立绑定关系。这就意味着，当我们在容器中的这个目录下写入数据时，容器会将其内容直接写入到宿主机上与此容器建立了绑定关系的目录。

在宿主机上的这个与容器形成绑定关系的目录被称作存储卷。

使用存储卷的好处

如果容器中跑的进程的所有有效数据都保存在存储卷中，从而脱离容器自身文件系统之后，带来的好处是当容器关闭甚至被删除时，只要不删除与此容器绑定的在宿主机上的这个存储目录，我们就不用担心数据丢失了。因此就可以实现数据持久，脱离容器的生命周期而持久。

我们通过这种方式管理容器，容器就可以脱离主机的限制，可以在任意一台部署了docker的主机上跑容器，而其数据则可以置于一个共享存储文件系统上，比如nfs。

Docker的存储卷默认情况下是使用其所在的宿主机上的本地文件系统目录的，也就是说宿主机上有一块属于自己的硬盘，这个硬盘并没有共享给其他的Docker主机，而在这台主机上启动的容器所使用的存储卷是关联到此宿主机硬盘上的某个目录之上。

这就意味着容器在这台主机上停止运行或者被删除了再重建，只要关联到硬盘上的这个目录下，那么其数据还存在。但如果在另一台主机上启动一个新容器，那么数据就没了。而如果在创建容器的时候我们手动的将容器的数据挂载到一台nfs服务器上，那么这个问题就不再是问题了。

为什么要用存储卷

关闭并重启容器，其数据不受影响，但删除Docker容器，则其更改将会全部丢失。

因此Docker存在的问题有：

存储于联合挂载文件系统中，不易于宿主机访问
容器间数据共享不便
删除容器其数据会丢失

而要解决这些问题，解决方案就是使用存储卷。

存储卷管理方式

存储卷（Data Volume）于容器初始化时被自动创建，由base image提供的卷中的数据会于此期间完成复制。

Volume的初衷是独立于容器的生命周期实现数据持久化，因此删除容器之时既不会删除卷，也不会对未被引用的卷做垃圾回收操作。

存储卷为Docker提供了独立于容器的数据管理机制，我们可以把镜像想象成静态文件，例如“程序”，把卷类比为动态内容，例如“数据”。所以镜像可以重用，而卷则可以共享。

卷实现了“程序(镜像)”和“数据(卷)”的分离，以及“程序(镜像)”和“制作镜像的主机”的分离，用户制作镜像时无须再考虑镜像运行的容器所在的主机的环境。

存储卷的分类

Docker有两种类型的卷，每种类型都在容器中存在一个挂载点，但其在宿主机上的位置有所不同：

绑定装挂载卷
- 指向主机文件系统上用户指定位置的卷
Docker 管理的卷
- Docker 守护程序在主机文件系统的一部分中创建托管卷，该文件系统由 Docker 拥有

容器数据管理

用户在使用Docker的过程中，往往需要能查看容器内应用产生的数据，或者需要把容器内的数据进行备份，甚至多个容器之间进行数据的共享，这必然涉及容器的数据管理操作。

容器中管理数据主要有两种方式：

数据卷（Data Volumes）
数据卷容器（Data Volumes Containers）

配置nfs

[root@Ainni ~]# systemctl disable --now firewalld.service
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@Ainni ~]# setenforce 0
[root@Ainni ~]# vi /etc/selinux/config 


安装nfs并设置开机自启
[root@Ainni ~]# yum -y install nfs-utils
[root@Ainni ~]# systemctl enable --now nfs-server.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service → /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.


创建共享目录
[root@Ainni ~]# mkdir /nfs
[root@Ainni ~]# chmod 777 /nfs/
[root@Ainni ~]# vim /etc/exports
[root@Ainni ~]# cat /etc/exports
/nfs   192.168.145.188(rw)          docker主机ip
[root@Ainni ~]# systemctl restart nfs-server.service

在docker主机上配置nfs

[root@Aimmi ~]# yum -y install nfs-utils
[root@Aimmi ~]# systemctl enable --now nfs-server.service 
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service → /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.
[root@Aimmi ~]# showmount -e 192.168.145.189
Export list for 192.168.145.189:
/nfs 192.168.145.188
[root@Aimmi ~]# mount -t  nfs 192.168.145.189:/nfs  /var/www/html/
[root@Aimmi ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs              3.8G     0  3.8G   0% /dev
tmpfs                 3.8G     0  3.8G   0% /dev/shm
tmpfs                 3.8G  9.0M  3.8G   1% /run
tmpfs                 3.8G     0  3.8G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root    17G  2.0G   16G  12% /
/dev/sda1            1014M  197M  818M  20% /boot
tmpfs                 775M     0  775M   0% /run/user/0
192.168.145.189:/nfs   17G  2.0G   16G  12% /var/www/html

永久挂载
[root@Aimmi ~]# vim /etc/fstab
[root@Aimmi ~]# cat /etc/fstab 

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Wed Oct 13 07:24:22 2021
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
/dev/mapper/cl-root     /                       xfs     defaults        0 0
UUID=b8014fae-2833-4aa0-bb03-b9791e8870d2 /boot                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/cl-swap     none                    swap    defaults        0 0
192.168.145.189:/nfs   /var/www/html            nfs     defaults,_netdev 0 0
[root@Aimmi ~]# mount -a
[root@Aimmi ~]# cd /var/www/html/
[root@Aimmi html]# touch zs
[root@Aimmi html]# cd
[root@Aimmi ~]# cd /nfs
[root@Aimmi nfs]# ls
zs

映射储存卷创建容器

[root@Aimmi ~]# docker run --name httpd -dit -p 82:80 -v /var/www/html:/usr/local/apache/htdocs  httpd:v1.0 
4564a14456433e7456asd415dsa8945043122e0054569522cdc9237423

[root@Aimmi ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND               CREATED          STATUS          PORTS                               NAMES
4564a1445643   httpd:v1.0   "/scripts/start.sh"   19 seconds ago   Up 18 seconds   0.0.0.0:82->80/tcp, :::82->80/tcp   httpd

[root@Aimmi ~]# docker exec -it httpd /bin/bash
[root@4564a1445643 /]# ss -antl
State                 Recv-Q                Send-Q                                Local Address:Port                                 Peer Address:Port                Process                
LISTEN                0                     128                                         0.0.0.0:80                                        0.0.0.0:*                                          
[root@4564a1445643 /]# cd /usr/local/apache/htdocs/
[root@4564a1445643 htdocs]# ls
zs

//删除同步的测试文件
[root@4564a1445643 htdocs]# rm -f zs
[root@4564a1445643 htdocs]# ls
[root@4564a1445643 htdocs]#

用存储卷搭建一个网站

[root@Aimmi ~]# docker pull centos
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/centos
a1d0c7532777: Pull complete 
Digest: sha256:a27fd8080b517143cbbbab9dfb7c8571c40d67d534bbdee55bd6c473f432b177
Status: Downloaded newer image for centos:latest
docker.io/library/centos:latest
[root@Aimmi ~]# docker run -it --name centos03 centos /bin/bash


[root@Aimmi ~]# ls
anaconda-ks.cfg
[root@Aimmi ~]# ls
anaconda-ks.cfg  apr-1.7.0.tar.gz  apr-util-1.6.1.tar.gz  httpd-2.4.48.tar.gz

[root@Aimmi ~]# docker cp httpd-2.4.48.tar.gz  centos03:/usr/src/
[root@Aimmi ~]# docker cp apr-1.7.0.tar.gz  centos03:/usr/src/
[root@Aimmi ~]# docker cp apr-util-1.6.1.tar.gz  centos03:/usr/src/

[root@1de38bd7f5d3 /]# cd /usr/src/
[root@1de38bd7f5d3 src]# ls
apr-1.7.0.tar.gz  apr-util-1.6.1.tar.gz  debug  httpd-2.4.48.tar.gz  kernels
下载依赖包
[root@1de38bd7f5d3 ~]# yum -y groups mark install 'Development Tools'
[root@1de38bd7f5d3 /]# yum -y install openssl-devel pcre-devel expat-devel libtool gcc gcc-c++ make
[root@1de38bd7f5d3 src/]# useradd -r -M -s /sbin/nologin apache 
[root@1de38bd7f5d3 src/]# tar -xf apr-1.7.0.tar.gz
[root@1de38bd7f5d3 src/]# tar -xf apr-util-1.6.1.tar.gz 
[root@1de38bd7f5d3 src/]# tar -xf httpd-2.4.48.tar.gz  
[root@1de38bd7f5d3 src/]# ls
apr-1.7.0  apr-1.7.0.tar.gz  apr-util-1.6.1  apr-util-1.6.1.tar.gz  debug  httpd-2.4.48  httpd-2.4.48.tar.gz  kernels
[root@1de38bd7f5d3 src/]# cd apr-1.7.0
[root@1de38bd7f5d3 apr-1.7.0/]# sed -i '/$RM "$cfgfile"/d' configure
[root@1de38bd7f5d3 apr-1.7.0]# ./configure --prefix=/usr/local/apr
[root@1de38bd7f5d3 apr-1.7.0]# make && make install
[root@1de38bd7f5d3 apr-1.7.0]# cd ../apr-util-1.6.1
[root@1de38bd7f5d3 apr-util-1.6.1]# ./configure --prefix=/usr/local/apr-util --with-apr=/usr/local/apr
[root@1de38bd7f5d3 apr-util-1.6.1]# make && make install
[root@1de38bd7f5d3 apr-util-1.6.1]# cd ../httpd-2.4.48
[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# ./configure --prefix=/usr/local/apache \
--enable-so \
--enable-ssl \
--enable-cgi \
--enable-rewrite \
--with-zlib \
--with-pcre \
--with-apr=/usr/local/apr \
--with-apr-util=/usr/local/apr-util/ \
--enable-modules=most \
--enable-mpms-shared=all \
--with-mpm=prefork
[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# make && make install

[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# echo 'export PATH=/usr/local/apache/bin:$PATH' > /etc/profile.d/httpd.sh
[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# source /etc/profile.d/httpd.sh
[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# which httpd
/usr/local/apache/bin/httpd
[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# ln -s /usr/local/apache/include/ /usr/include/httpd
[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# echo 'MANPATH /usr/local/apache/man' >> /etc/man.config

取消ServerName前面的注释，避免出现报错
[root@1de38bd7f5d3 httpd-2.4.48]# sed -i '/#ServerName/s/#//g' /usr/local/apache/conf/httpd.conf

编写启动脚本

[root@1de38bd7f5d3 /]# vi start.sh
[root@1de38bd7f5d3 /]# cat start.sh 
#!/bin/bash
/usr/local/apache/bin/apachectl start
/bin/bash
[root@1de38bd7f5d3 /]# chmod +x /start.sh 

制作镜像
[root@Aimmi ~]# docker commit -a 'hhr <123@qq.com>' -c 'CMD ["/start.sh"]' centos httpd:v1.0
sha256:54db790587a5851c22afdfe6489e518017c084be9ce71b699be90dc619d5e3a1
[root@Aimmi ~]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
httpd        v1.0      9a3d5ee27769   5 seconds ago   712MB

根据新镜像启动一个容器
[root@Aimmi ~]# docker run --name httpd -dit -p 80:80 -v /var/www/html:/usr/local/apache/htdocs  httpd:v1.0 
1de38bd7f5d339405424b61c3bb409cbb71899c6907eb66e14a831a61e81cc82
[root@Aimmi ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND       CREATED          STATUS          PORTS                               NAMES
1de38bd7f5d3   httpd:v1.0   "/start.sh"   7 seconds ago    Up 6 seconds    0.0.0.0:80->80/tcp, :::80->80/tcp   httpd
[root@Aimmi ~]# docker exec -it httpd /bin/bash
[root@1de38bd7f5d3 /]# ss -anlt
State              Recv-Q             Send-Q                         Local Address:Port                         Peer Address:Port            Process             
LISTEN             0                  128                                  0.0.0.0:80                                0.0.0.0:*                                   
[root@1de38bd7f5d3 /]# cd /usr/local/apache/htdocs/
[root@1de38bd7f5d3 htdocs]# ls

// 上传网页文件
[root@Aimmi html]# ls       #网上下载后。放入此目录下
baidu.html

// 查看容器中
[root@1de38bd7f5d3 html]# ls
baidu.html

码农公寓

docker存储卷

COW机制

什么是存储卷

使用存储卷的好处

为什么要用存储卷

存储卷管理方式

存储卷的分类

容器数据管理

配置nfs

在docker主机上配置nfs

映射储存卷创建容器

用存储卷搭建一个网站

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