一.什么是镜像

镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，它包含运行某个软件所需的所有内容，我们把应用程序和配置依赖打包好行程一个可交付的运行环境（包括代码、运行时需要的库、环境变量和配置文件等），这个打包好的运行环境就是image镜像文件。

二.Docker镜像加载原理

2.1联合文件系统

• Docker 中的文件存储驱动叫做 storage driver。
• Docker 最早支持的stotage driver是 AUFS，它实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统叫UnionFS。

联合文件系统（UnionFS）：Union 文件系统，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。

Union文件系统是Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行集成，基于基础镜像可以制作具体的应用镜像。

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。

后来出现的docker版本中，除了AUFS，还支持OverlayFS、Btrfs、Device Mapper、VFS、ZFS等storage driver，现在使用OverlayFS

2.2bootfs和rootfs

2.2.1bootfs

bootfs（boot file system）主要包含 bootloader 和 kernel，bootloader主要是引导加载 kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统。

在Docker镜像的最底层是引导文件系统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了，此时内存的使用权已经由 bootfs 转交给内核，此时系统也会卸载 bootfs。

2.2.2rootfs

rootfs（root file system），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。

docker镜像底层层次：

对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接使用Host的Kernel，自己只需要提供rootfs就可以。所以，对于不同的Linux发行版，bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，不同的发行版可以共用bootfs。

三.镜像分层

Docker支持扩展现有镜像，创建新的镜像。新镜像是从base镜像一层一层叠加生成的。

查看镜像分层信息

docker history

截取的nginx的分层

镜像分层的优势

镜像分层的一个最大好处就是共享资源，方便复制迁移，方便复用，镜像的每一层都可以被共享。

四.容器层

Copy On Write(写时复制）

• 写时复制是一种共享和复制文件的策略，可最大程度地提高效率。
• 如果文件或目录位于映像的较低层中，而另一层（包括可写层）需要对其进行读取访问，则它仅使 用现有文件。
• 另一层第一次需要修改文件时（在构建映像或运行容器时），将文件复制到该层并进行修改。 这 样可以将I / O和每个后续层的大小最小化。

容器启动会加载镜像自带配置，但是如果修改容器里面内容，docker会在容器生成一个新的层来储存配置文件，并不会对镜像直接修改。

当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部，这一层通常被叫做“容器层”，“容器层”之下都叫做“镜像层”。

所有对容器的改动，无论添加、删除、还是修改文件都只会发生在容器层中。，镜像永远不变

只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的。

五.镜像的存储

docker image inspect nginx查看镜像内部信息，截取如下片段，指示了镜像怎么存的

• LowerDir ：底层目录; diff（只是存储不同）；包含小型linux和装好的软件,只读的

/var/lib/docker/overlay2/67b3802c6bdb5bcdbcccbbe7aed20faa7227d584ab37668a03ff6952e
631f7f2/diff：用户文件；
/var/lib/docker/overlay2/f56920fac9c356227079df41c8f4b056118c210bf4c50bd9bb077bdb4
c7524b4/diff： nginx的启动命令放在这里
/var/lib/docker/overlay2/0e569a134838b8c2040339c4fdb1f3868a7118dd7f4907b40468f5fe6
0f055e5/diff： nginx的配置文件在这里
/var/lib/docker/overlay2/2b51c82933078e19d78b74c248dec38164b90d80c1b42f0fdb1424953
207166e/diff: 小linux系统

我们进入到这个镜像启动的容器，容器的文件系统就是镜像的；

docker ps -s；可以看到这个容器真正用到的文件大小

容器会自己建立层；如果想要改东西，把改的内容复制到容器层即可

docker inspect container查看启动的容器分层信息

"LowerDir":
"/var/lib/docker/overlay2/41e4fa41a2ad1dca9616d4c8254a04c4d9d6a3d462
c862f1e9a0562de2384dbcinit/diff:/var/lib/docker/overlay2/e3b8bdbb0cfbe5450696c470994b3f99e
8a7942078e2639a788027529c6278f7/diff:/var/lib/docker/overlay2/67b380
2c6bdb5bcdbcccbbe7aed20faa7227d584ab37668a03ff6952e631f7f2/diff:/var
/lib/docker/overlay2/f56920fac9c356227079df41c8f4b056118c210bf4c50bd
9bb077bdb4c7524b4/diff:/var/lib/docker/overlay2/0e569a134838b8c20403
39c4fdb1f3868a7118dd7f4907b40468f5fe60f055e5/diff:/var/lib/docker/ov
erlay2/2b51c82933078e19d78b74c248dec38164b90d80c1b42f0fdb14249532071
66e/diff",
"MergedDir":
"/var/lib/docker/overlay2/41e4fa41a2ad1dca9616d4c8254a04c4d9d6a3d462
c862f1e9a0562de2384dbc/merged",
"UpperDir": （镜像的上层可以感知变
化）"/var/lib/docker/overlay2/41e4fa41a2ad1dca9616d4c8254a04c4d9d6a3d
462c862f1e9a0562de2384dbc/diff",【容器的修改后的文件，保存再宿主机的目录。
容器删除后，那些容器目录随之删除】
"WorkDir":
"/var/lib/docker/overlay2/41e4fa41a2ad1dca9616d4c8254a04c4d9d6a3d462
c862f1e9a0562de2384dbc/work"

• MergedDir ：合并目录；容器最终的完整工作目录全内容都在合并层；数据卷在容器层产生；容器里面有的文件就展示容器里的，容器里没有的就展示镜像里的。

• UpperDir ：上层目录； 是lowerdir的上一层，只有这一层是可读可写的，其实就是容器层
• WorkDir ：工作目录（临时层），pid；

docker底层的 storage driver完成了以上的目录组织结果；

六.制作发布新镜像

docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像。

docker 启动一个镜像容器后， 可以在里面执行一些命令操作，然后使用docker commit将新的这个容器快照生成一个镜像。

docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器ID 要创建的目标镜像名:[tag]

5.1本地制作制作Ubuntu镜像

这里以Ubuntu容器安装vim为例：

[root@localhost ~]#  docker run -it ubuntu
root@bf9b18b76e62:/# apt -get intsall vim  #安装vim
[root@localhost ~] docker commit -m="vim cmd add ok" -a="lfz"  bf9b18b76e62 ubuntu/vim:1.1#提交容器副本让其成为一个新的镜像，这样就得到一个带vim的Ubuntu镜像了

镜像创建过程：

5.2将镜像发布到阿里云

登录阿里云，控制台-容器镜像服务-选择个人实例-创建命令空间-创建镜像仓库

创建完阿里云会自动生成代码

将镜像push推送到阿里云镜像仓库：

阿里云上面创建完仓库会有如何推送镜像教程

$ docker login --username=xxx registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com  #自己的useename账号
$ docker tag [ImageId] registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfz_docker/ubuntu1.1:[镜像版本号]    
$ docker push registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfz_docker/ubuntu1.1:[镜像版本号]

从阿里云push下载镜像验证:

docker login --username=xxx registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfz_docker/ubuntu1.1:[镜像版本号]

5.3将本地镜像发布到DockerHub

在dockerhub注册并创建仓库ubuntu

登录dockerhub

docker login
输入用户名和密码

修改镜像名符合规范并推送

docker tag  ubuntu:1.1 liufengzhi/ubuntu:1.1
docker push liufengzhi/ubuntu:1.1

注意只有官方仓库的镜像不带全路径，非官方镜像都会带全路径，所以说推送镜像必须改镜像的名字，让其符合规范