docker存储驱动知识汇总

本文大部分内容，摘自docker官方文档。Understand images, containers, and storage drivers.

    Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。它使开发人员能够快速创建简单的、现成的运行容器化应用；使管理和部署应用程序更加容易。

    要想真正的理解docker的存储驱动，需要先了解docker镜像是如何构建和存储，以及容器如何使用镜像。

    镜像与分层

    下面是ubuntu:15.04的镜像分层。一共是4层，每一层都由一些只读并且描绘系统区别的文件组成。

 

    上下两张图对比，可以清晰的看到镜像分层关系（上图是官方文档图片，可以看到镜像大小进行了精简，但是ubuntu:15.04镜像的分层结构没变）。

    Docker存储驱动的作用就是：将这些分层的镜像文件堆叠起来，并且提供统一的视图。使container的文件系统看上去和我们普通的文件系统没什么区别。

    当创建一个新的容器的时候，实际上是在镜像的分层上新添加了一层container layer（容器层）。之后所有对容器产生的修改，实际都只影响这一层。

   

    注意

    容器层：读写层（可写层）

    镜像层：只读层

    容器与分层

    镜像与容器的一个主要区别就是，是否具有顶层的读写层（可写层）。对于一个容器的数据新增，修改，都存储在可写层。当你删除一个容器的时候，可写层也将被删除（注意：可写层与数据卷的区别）。然而镜像层是保持不变的。

    下图展示了，多个容器共享一个镜像。镜像层是只读层，不变的。多个容器层在同一个镜像层之上，并且相互独立，互相不影响。

    容器

    docker 存储驱动的职责就是将镜像层和可写容器层管理起来。不同的驱动实现管理的方式也不一致。实现容器与镜像管理的两个关键技术就是可堆叠的镜像层和copy-on-write （CoW，写时复制）。

    简述写时复制

    举个例子：小文和小武由不同的老师上数学课，但是他们只有一个习题册。小文的作业是，练习册的第十一页。为了不影响到小武，小文的做法是将第11页copy，完成作业后上交。这就是一个典型的写时复制

    第一次修改一个文件，这个文件首先会从该读写层下面的只读层复制到该读写层。该文件的只读版本依然存在，但是已经被读写层中的该文件副本所隐藏。

    了解了写时复制，就应该注意一个问题：如果第一次修改镜像层内包含的文件，文件的size很大。会造成大量的磁盘IO的开销。所以不建议将需要修改的大文件，集成到镜像内。可以采用数据卷的方式。

    数据卷与存储驱动

    当一个容器删除的时候，写入该容器的所有数据将被删除（除了保存在数据卷中的数据）

    数据卷是挂载到容器的，docker宿主机上的一个目录或文件。对数据卷的文件读写是不受存储驱动控制的，接近于本地文件系统读写速度。可以挂载多个数据卷到一个容器。也可以多个容器共享一个或多个数据卷。

    如图所示：一个docker宿主机运行2个容器。每个容器有自己的存储空间，存储于宿主机本地文件系统　/var/lib/docker/… 另外有一个共享的数据卷在 /data.挂载到两个容器内实现共享。

    

    如何选择存储驱动

    docker目前支持的存储驱动有：OverlayFS,AUFS,Btrfs,Device Mapper,VFS,ZFS。

    docker的存储驱动目前并没有一个通用的，完美的，适用于所有环境的存储驱动。所以需要根据自己的环境来有所选择。

    存储驱动在不断的改进与发展

    如果从稳定性上的考量，在安装docker的时候会默认根据你的系统环境配置选择一个存储驱动。通常来说使用这个默认的驱动将减少你遇到bug的机会。

    如果你的团队使用过RHEL及其相关分支，你可能有关于LVM和Device Mapper的经验。这时建议你使用devicemapper存储驱动。

    查看当前docker 引擎的存储驱动

    如图所示：存储驱动类型为aufs,宿主机文件系统的格式为extfs。

    存储驱动与宿主机文件格式

    

    设置docker的存储驱动

   

    现状与未来

    许多人认为OverlayFS是Docker存储驱动的未来。然而，它仍然不够成熟。稳定性上也不如一些成熟的存储驱动，如：AUFS，devicemapper.

    下面的图表，显示了每个存储驱动的优势以及不足，请参考：

    

    具体到某一个存储驱动

    这部分介绍具体的存储驱动的实现方式，对于大数据技术研究者可以参考学习。对于应用实践者，可以暂时止步。

 

原文地址：http://www.keduox.com/dsjjs/454.html

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