Docker与数据：三种挂载方式

2024-01-29 15:04:04

操作系统与存储

操作系统中将存储定义为 Volume（卷），这是对物理存储的逻辑抽象，以达到对物理存储提供有弹性的分割方式。另外，将外部存储关联到操作系统的动作定义为 Mount（挂载）。

Docker 中的三种挂载方式

Bind

把宿主机的某个目录（或文件）挂载到指容器的指定目录（后文件）下，比如下面的命令就表示通过 Bind 方式将外部的 HTML 文档挂载到 Nginx 容器的模式网站根目录下：

$ docker run -v ~/zioyi/html:/usr/share/nginx/html -p 81:80 -d --name nginx_bind nginx:latest

来验证一下

$ curl localhost:81
<html>
<title>Hi, Docker</title>
<h1>You mount me by Bind mode</h1>V
</html>

这种方式的缺点就是被挂载的宿主机目录（或文件）不收保护，任何容器都可以去随意修改。

Volume

Volume 模式下，我们需要通过docker volume命令来创建一个 Volume。实际上，是在 Docker 的/var/lib/docker/volumes/文件夹内创建一个相同名字的文件夹来保存数据。因为这个文件夹在 Docker 管控范围里，Docker 可以根据挂载的设定来控制容器对 Volume 的读写权限。

# 创建 volume
$ docker volume create nginx-volume
nginx-volume
$ docker run --mount type=volume,source=nginx-volume,destination=/usr/share/nginx/html -p 82:80 -d --name nginx_volume nginx:latest

此时，nginx_volume 容器已经挂载了 nginx-volume 卷，通过 inpsect 命令可以看到：

$ docker inspect nginx_volume
{...
"Mounts": [
            {
                "Type": "volume",
                "Name": "nginx-volume",
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/nginx-volume/_data",
                "Destination": "/usr/share/nginx/html",
                "Driver": "local",
                "Mode": "z",
                "RW": true,
                "Propagation": ""
            }
        ],
...}

我们进入容器中修改/usr/share/nginx/html中的 HTML 文档

$ docker exec -it nginx_volume bash
root@d0df9a0eb3e5:/# echo "<html>                                    
<title>Hi, Docker</title>
<h1> You mount me by Volume mode</h1>
</html>" > /usr/share/nginx/html/index.html
root@d0df9a0eb3e5:/# exit
exit
# 在宿主机中验证
$ curl localhost:82
<html>
<title>Hi, Docker</title>
<h1> You mount me by Volume mode</h1>
</html>

当我们删除容器 nginx_volum 时，volume 也不会删除

$ docker stop nginx_volume && docker rm nginx_volume
$ docker run --mount type=volume,source=nginx-volume,destination=/usr/share/nginx/html -p 82:80 -d --name nginx_volume nginx:latest

$ curl localhost:81
<html>
<title>Hi, Docker</title>
<h1>You mount me by Volume mode</h1>
</html>

此外，我们还可以在挂载时设定容器只能读取卷，无法进行写操作，这种方式多用于容器读取配置文件的场景：

$ docker run --mount type=volume,source=nginx-volume,destination=/usr/share/nginx/html,readonly -p 82:80 -d --name nginx_volume nginx:latest
$ docker exec -it nginx_volume bash
root@782b11b3cc43:/#
# 当我们再次修改时报错
root@782b11b3cc43:/# echo "hello" > /usr/share/nginx/html/index.html
bash: /usr/share/nginx/html/index.html: Read-only file system

tmpfs

tmpfs 挂载是临时的，仅保留在主机内存中。当容器停止时，tmpfs 挂载被移除，写入的文件不会被持久化

$ docker run --mount type=tmpfs,destination=/usr/share/nginx/html -p 83:80 -d --name nginx_tmpfs nginx:latest

$ docker inspect nginx_tmpfs
{...
"Mounts": [
            {
                "Type": "tmpfs",
                "Source": "",
                "Destination": "/usr/share/nginx/html",
                "Mode": "",
                "RW": true,
                "Propagation": ""
            }
        ],
...}

进入容器 nginx_tmpfs 修改数据

$ docker exec -it nginx_tmpfs bash
root@68b03d8d3ec4:/# echo "<html>                                    
<title>Hi, Docker</title>
<h1> You mount me by tmpfs mode</h1>
</html>" > /usr/share/nginx/html/index.html
root@68b03d8d3ec4: exit
exit

# 验证
$ curl localhost:83
<html>                                    
<title>Hi, Docker</title>
<h1> You mount me by tmpfs mode</h1>
</html>

tmpfs 无法对容器内产生的数据持久化，一般不使用。

总结

对比 Docker 三种挂载方式：

	Bind	Volume	tmpfs
volume 位置	可指定任意位置	/var/lib/docker/volumes/...	宿主机内存中
对已有mount point 影响	隐藏并替换为 volume	原有数据复制到 volume	-
是否支持单个文件	支持	不支持，只能是目录	-
权限控制	可设置为只读，默认为读写权限	可设置为只读，默认为读写权限	-
移植性	移植性弱，与 host path 绑定	移植性强，无需指定 host 目录	-
是否支持持久化	支持	支持	不支持

关于 Volume
Volume 模式并不是 Docker 一开始就有的，Docker 最初认为 Volume 就只是一种“外部宿主机的磁盘存储到内部容器的映射关系”，但后来发现事情并没有那么简单：存储的位置并不局限于外部宿主机，存储的介质并不局限于物理磁盘，存储的管理也并不局限于映射关系。Bind 模式无法很好地解决多跨宿主机共享存储的问题、Bind 模式的管理问题等。
提出 Volume 的最核心的目的是提升Docker对不同存储介质的支撑能力，这同时也可以减轻Docker本身的工作量。存储不仅有挂载在宿主机上的物理存储，还有网络存储，Docker 抽象出了存储启动（Sotroage Driver）来去解决对网络存储的读写问题。

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总结

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