docker存储

2401_83216650

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2401_83216650 · 2025-10-30 18:52:59 发布

docker存储

1 docker volume类型

docker分层结构

如图所示，容器是由最上面可读可写的容器层，以及若干个只读镜像层组成，创建容器时，容器中的
数据都来自镜像层。这样的分层机构最大的特点是写时复制：
1、容器中新生成的数据会直接存放在容器层，也可以称之为可写层。
2、修改容器中现有的数据会先从镜像层将数据复制到容器层，修改后的数据就会直接保存在容器层，而
镜像层数据不会有任何变化。
3、如果多个镜像层中有相同的命名文件，在容器层只会看到最上面镜像层的内容。
在这里插入图片描述

联合挂载技术

Docke镜像采用这种分层构建设计，能使镜像结构和容器的创建，共享和分发变得非常高效，每个镜
像层可以称之为layer，这些layer被存放在了/var/lib/docker/volume//目录下，这里
的storage-driver可以有很多种，比如AUFS、OverlayFS、VFS、Brtfs等。可以通过docker info命令查
看存储驱动，通常Ubuntu类的系统默认采用的是AUFS，Centos7.1+系列采用的是OverlayFS。
OverlayFS是一种堆叠文件系统，它依赖并建立在其它的文件系统之上（例如ext4fs和xfs等等），并
不直接参与磁盘空间结构的划分，仅仅将原来底层文件系统中不同的目录进行合并，然后向用户呈现，这
也就是联合挂载技术，如图所示。而Linux内核为Docker提供的OverlayFS驱动有两种：overlay和
overlay2。而overlay2是相对于overlay的一种改进，在inode利用率方面比overlay更有效。但是overlay
有环境需求：Docker版本17.06.02+，宿主机文件系统需要是ext4或xfs格式。

在这里插入图片描述

data volume

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。这意味着，当该容器不再存在时，数
据将不会持久保存，并且如果另一个进程需要它，则可能很难从容器中取出数据。为了能够保存持久化数
据，Docker提出了volume的概念。
为了能够保存持久化数据，Docker提出了volume的概念。简单来说，volume就是目录或者文件，
它可以绕过默认的联合文件系统，而以正常的文件或者目录的形式存在于Docker Host文件系统上。
Docker为容器提供了两个选项来将文件存储在主机中，以便即使容器停止后文件也可以持久存储。
Volume类型：
– Bind mounts 宿主机——》容器
– Docker managed volume 容器——》宿主机

bind mounts

Bind mounts只需要在创建容器时，使用-v参数指明Docker host目录或文件和容器目录或文件映射的对应关系，
将本地的数据映射到容器内，可以使用多个-v映射多个目录或文件，还需要注意的是目录只能映射目录，文件只能映射
文件，不然会报错。实例如下：
1、在Docker host中创建目录，与容器的/usr/share/nginx/html目录做映射，在容器中/usr/share/nginx/html
目录已经存在，如果不存在，会自动创建路径，映射时会隐藏容器中原本的数据，取而代之的是Docker host上的
/html目录中的数据。

[root@ws ~]# mkdir /html
[root@ws ~]# cd /html/
[root@ws html]# ls
[root@ws html]# echo 123 > index.html
[root@ws html]# cat index.html 
123
[root@ws html]# docker run -itd --name ws -P -v /html:/usr/share/nginx/html nginx:latest 
e620986c98049b856672c0906c459144fd8e6e4b5cf3d26e89f03b7b62d4b9a5
[root@ws html]# docker ps 
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED          STATUS          PORTS                                     NAMES
e620986c9804   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   23 seconds ago   Up 22 seconds   0.0.0.0:32768->80/tcp, :::32768->80/tcp   ws
[root@ws html]# curl http://192.168.110.10:32768
123
[root@ws html]#

2、当Docker host上的数据发生了变化，容器中的数据也会随着发生变化，示例如下。

[root@ws ~]# echo 22222 > /html/index.html 
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:32768
22222

3、就算是把容器删除，也不会影响到Docker host上的数据，示例如下。

[root@ws ~]# docker rm ws -f
ws
[root@ws ~]# cat /html/index.html 
22222

4、此外，Bind mounts还可以指定数据的读写权限，默认权限是可读可写，示例如下，在映射volume时，指定
容器中的文件权限只读，那么在容器内该文件只能被读取，无法修改，这样也提高了容器的安全性。

[root@ws ~]# docker run -itd --name ws -P -v /html/index.html:/usr/share/nginx/html/index.html:ro nginx:latest 
d4691fb360c9d4e9d1774cb17a170c750e282ef7109d07728631c8e679d64d93
[root@ws ~]# docker ps 
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED          STATUS          PORTS                                     NAMES
d4691fb360c9   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   15 seconds ago   Up 14 seconds   0.0.0.0:32769->80/tcp, :::32769->80/tcp   ws
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:32769
22222
[root@ws ~]# docker exec -it ws /bin/bash
root@d4691fb360c9:/# cd /usr/share/nginx/html/
root@d4691fb360c9:/usr/share/nginx/html# ls
50x.html  index.html
root@d4691fb360c9:/usr/share/nginx/html# echo 123 > index.html 
bash: index.html: Read-only file system

通过上面的示例，我们已经理解了Bind mounts的使用，但是它也有自身的不足之处，使用时需要指定Docker
host上的文件或目录为源数据，这样就限制了容器的可移植性。例如，当需要把容器移动到其他的Docker host上的时
候，如果对方Docker host上没有源数据库，或者路径不相同，操作会失败

docker managed volume

第二种volume类型是由Docker管理的volume，与Bind mounts相比，Docker管理的volume在使用时不需要指
定Docker host路径，Docker管理的volume具有以下几个优点：
1、与Bind mounts相比，Docker管理的volume更易于备份或迁移。
2、用户可以使用Docker CLI命令或Docker API管理volume。
3、volume在Linux和Windows容器上均可工作。
4、可以在多个容器之间更安全地共享volume，提供volume加密功能。
6、可以通过容器预先填充新volume的内容。

实例如下：
1、通过-v告诉Docker需要一个volume，并将其mount到/usr/share/nginx/html目录，那么Docker会在
/var/lib/docker/volumes/目录下创建volume。

[root@ws ~]# docker run -itd --name ws -P -v /usr/share/nginx/html nginx:latest 
a27cba34202c933dcf916b056e5384782d935829052c3c7750b935875855c06b

2、使用docker inspect查看容器的mounts部分，可以看到docker host上的
/var/lib/docker/volumes/a68f8571b3a92399f8a2507816e8bc744abe38cb430dcd3ff0fe54d322722365/_data目录已经挂在到容器中
/usr/share/nginx/html目录下，但是查看Docker host的volume中内容，内容是容器中的数据。也就是说使用Docker管理的volume，在做映射时，会把容
器中的数据映射到Docker host。

在这里插入图片描述

[root@ws ~]# ls /var/lib/docker/volumes/a68f8571b3a92399f8a2507816e8bc744abe38cb430dcd3ff0fe54d322722365/_data
50x.html  index.html

3、我们修改volume中的数据，再访问，发现volume中修改的数据会同步到容器中的。

[root@ws ~]# cd /var/lib/docker/volumes/a68f8571b3a92399f8a2507816e8bc744abe38cb430dcd3ff0fe54d322722365/_data/
[root@ws _data]# ls
50x.html  index.html
[root@ws _data]# echo 666 > index.html 
[root@ws _data]# docker ps 
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED         STATUS         PORTS                                     NAMES
a27cba34202c   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   5 minutes ago   Up 5 minutes   0.0.0.0:32770->80/tcp, :::32770->80/tcp   ws
[root@ws _data]# curl http://192.168.110.10:32770
666

4、我们还可以是使用docker volume命令查看docker管理的有哪些volume，并且还可以创建volume，示例如
下，创建一个volume，名为cyhuayu。在创建新的容器时，可以直接指定使用该volume。

[root@ws ~]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     0e9415cf26409bd68053d7786a65720e5b79e139938c3dcdd18fc385afeebc08
local     382b6383ac6660bad1af2475c4120c737245dd0da10b26835d530b5ab01e3117
local     4719e84a993a41db6f5a2fd416a01cc991a5ff1fd8525dcfbaad1cacc673112f
local     603492699b26c15e1162bee1121a7b0e8248bbeb0057f54dae11682a8168c2d3
local     a68f8571b3a92399f8a2507816e8bc744abe38cb430dcd3ff0fe54d322722365
local     a583fefaf5ed80c3c94af0ab2fad1e1b1d1a20a2cf78f4d6798c5327cfca17c7
local     b1e901452a391e1fe1d8a8ad0b62957ee2388083e1fd2e5be1f53686639128c7
local     b1451ac8472cc50f5c0c07dd00e566793a1db377eb38a18305960d0337dda12f
local     bb8d0ef0be844ef771c0b2260da443e0faa1381b71d00c1bd58ee2f8fb32eebb
local     bd0fab579f7b289be0de03a12d246d36632d67cf1d48d9ab545dd6b718798ea1
local     e45430f078b9258de03ff8ae0caa0e9e9ac5337e654f1c264db4c88e386dfc78
[root@ws ~]# docker volume create ws
ws
[root@ws ~]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     0e9415cf26409bd68053d7786a65720e5b79e139938c3dcdd18fc385afeebc08
local     382b6383ac6660bad1af2475c4120c737245dd0da10b26835d530b5ab01e3117
local     4719e84a993a41db6f5a2fd416a01cc991a5ff1fd8525dcfbaad1cacc673112f
local     603492699b26c15e1162bee1121a7b0e8248bbeb0057f54dae11682a8168c2d3
local     a68f8571b3a92399f8a2507816e8bc744abe38cb430dcd3ff0fe54d322722365
local     a583fefaf5ed80c3c94af0ab2fad1e1b1d1a20a2cf78f4d6798c5327cfca17c7
local     b1e901452a391e1fe1d8a8ad0b62957ee2388083e1fd2e5be1f53686639128c7
local     b1451ac8472cc50f5c0c07dd00e566793a1db377eb38a18305960d0337dda12f
local     bb8d0ef0be844ef771c0b2260da443e0faa1381b71d00c1bd58ee2f8fb32eebb
local     bd0fab579f7b289be0de03a12d246d36632d67cf1d48d9ab545dd6b718798ea1
local     e45430f078b9258de03ff8ae0caa0e9e9ac5337e654f1c264db4c88e386dfc78
local     ws
[root@ws ~]# docker run -itd --name ws -P -v ws:/usr/share/nginx/html nginx:latest 
d8bebb1927778e56983b5389d51d3ce76b0966c4dde76ae8f0d2c9683c22fe05
[root@ws ~]# cd /var/lib/docker/volumes/ws/
[root@ws ws]# ls
_data
[root@ws ws]# cd _data/
[root@ws _data]# ls
50x.html  index.html
[root@ws _data]# echo 555 > index.html 
[root@ws _data]# docker ps 
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED          STATUS          PORTS                                     NAMES
d8bebb192777   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   58 seconds ago   Up 57 seconds   0.0.0.0:32771->80/tcp, :::32771->80/tcp   ws
[root@ws _data]# curl http://192.168.110.10:32771
555

两种volume不同点

在使用docker volume命令创建volume时，volume默认都是存在在本地的，实际上本地的volume
就是一个目录。除此之外Docker还支持在外部存储系统上创建volume，比如：NFS、Ceph等。
目前我们已经学习了Docker的两种volume的理论和基本操作，它们两者之间的相同点都是使用
Docker host文件系统中的某个路径。不同点如下表所示：

在这里插入图片描述

2 容器之间数据共享

数据共享

实现容器间数据共享的方法如下：
– 第一种方法是将共享数据放在volume中，然后将其mount到多个容器。
– 第二种方法是使用volume container，volume container是用来为其他容器提供volume的容器。
这样可以提高容器的可移植性。
– 第三种方法是将数据打包到镜像中，然后通过–volumes-from共享

容器之间共享数据

第一种方法是将共享数据放在volume中，然后将其mount到多个容器。示例如下，创建由三个nginx容器组成的
web集群，使用相同的html文件。在使用-v指定volume时，可以是Docker host的路径或者是Docker创建的volume

[root@ws ~]# docker run -itd --name ws -p 8081:80 -v /html:/usr/share/nginx/html nginx:latest 
64e99e829134909ac97c6052e33ccb6c34603af90becf26250320e10f609c554
[root@ws ~]# docker run -itd --name ws1 -p 8082:80 -v /html:/usr/share/nginx/html nginx:latest 
f02863bfd4510fcec453f7e5bfd3526af6ea862903479fd20306b81522da339f
[root@ws ~]# docker run -itd --name ws3 -p 8083:80 -v /html:/usr/share/nginx/html nginx:latest 
1605bd618915da89c71061b0bc98de21358784abc59077abe3987bd02888f97c
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8081
22222
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8082
22222
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8083
22222
[root@ws ~]# echo 111 > /html/index.html 
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8083
111
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8082
111
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8081
111

volume container

第二种方法是使用volume container，volume container是用来为其他容器提供volume的容器。这样可以提高容
器的可移植性。
创建volume container，容器名为ws_data，使用-v指定了volume，提供html文件。需要注意的是，这里使用的
是docker create创建的容器，也就是说容器只是创建了，并未启动，因为volume container只是提供数据，自身并不
需要运行

[root@ws ~]# docker create --name ws_data -v /html/:/usr/share/nginx/html busybox:latest 
fee82906dcbde70d9abe82d383d8ba7185d26405b9e6799ab083deb39b61df2a
[root@ws ~]# docker run -itd --name ws1 -p 8081:80 --volumes-from ws_data nginx:latest 
2472448cb82b764f35421b161511bbd5b5629626cc949547950461f6273fb1d5
[root@ws ~]# docker run -itd --name ws2 -p 8082:80 --volumes-from ws_data nginx:latest 
153a52a40cd512e6a9c7db186afeae2daf22d65426189174be9ef6330c6587a1
[root@ws ~]# docker run -itd --name ws3 -p 8083:80 --volumes-from ws_data nginx:latest 
dfc13781e582a43b152f7b913de5b5309397bea14e7d7612b0dc730218bb0a5d

通过docker inspect查看容器信息中的Mounts部分，可以看到新创建的nginx容器已经使用了ws_data容器所提供
的volume。经过验证三个nginx容器中的html文件一样。

[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8081
111
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8082
111
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8083
111

与第一种实现数据共享的方法相比，不必再为每个容器指定volemu，所有volume都在volume container 中定义
好了，容器只需与volume container关联，实现了容器与Docker host的解耦

data-packed volume container

volume container的数据归根到底还是在Docker host里，对容器的可移植性有一定的限制。这里可以使用datapacked
volume container。其原理是将数据打包到镜像中，然后通过–volumes-from共享。
示例如下，使用Dockerfile构建镜像，将Docker host中的数据进行打包。ADD指令是将html目录中的数据添加到
容器目录/usr/share/nginx/html中。VOLUME指令的作用与-v效果相同，用来创建volume，并且会把
/usr/share/nginx
/html目录中的数据复制到volume中。

[root@ws ~]# mkdir html
[root@ws ~]# echo 1123 > html/index.html
[root@ws ~]# vim Dockerfile
[root@ws ~]# cat Dockerfile 
FROM busybox:latest
ADD html /usr/share/nginx/html
VOLUME /usr/share/nginx/html
CMD ["/bin/bash"]
[root@ws ~]# docker build -t ws1 .
[+] Building 0.4s (7/7) FINISHED                                                                                       docker:default
 => [internal] load build definition from Dockerfile                                                                             0.1s
 => => transferring dockerfile: 135B                                                                                             0.0s
 => [internal] load metadata for docker.io/library/busybox:latest                                                                0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                                                                                0.0s
 => => transferring context: 2B                                                                                                  0.0s
 => [internal] load build context                                                                                                0.1s
 => => transferring context: 75B                                                                                                 0.0s
 => [1/2] FROM docker.io/library/busybox:latest                                                                                  0.0s
 => [2/2] ADD html /usr/share/nginx/html                                                                                         0.1s
 => exporting to image                                                                                                           0.0s
 => => exporting layers                                                                                                          0.0s
 => => writing image sha256:d305131fee14755c40e5c092faff5ed48dfcf8b6f57ef141e8031a0152905bb2                                     0.0s
 => => naming to docker.io/library/ws1                                                                                           0.0s

使用新构建的镜像创建data-packed volume container，创建新的nginx容器，使用参数–volumes-from
指定使用ws_data123容器提供的volume。

[root@ws ~]# docker create --name ws_data123 ws1:latest 
1683a1fbe76900dc23eff3ad8dd67ecde6dc985a01e9bd94caff89a4e246f862
[root@ws ~]# docker run -itd --name ws1 -p 8081:80 --volumes-from ws_data123 nginx:latest 
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[root@ws ~]# docker run -itd --name ws2 -p 8082:80 --volumes-from ws_data123 nginx:latest 
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1123
[root@ws ~]# curl http://192.168.110.10:8082
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