Docker存储卷

文章目录

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

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：

     - Bind mount volumea volume that points to a user-specified location on the host file system- Docker-managed volumethe Docker daemon creates managed volumes in a portion of the host's file system that's owned bye Docker

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）

容器Volume使用语法：
Docker-managed volume

docker run -it --name CONTAINER_NAME -v VOLUMEDIR IMAGE_NAME

Bind mount volume

docker run -it --name CONTAINER_NAME -v HOSTDIR:VOLUMEDIR IMAGE_NAME

在容器中使用数据卷
使用 Docker-managed volume

[root@localhost ~]# docker run -it --name b1 -v /data --rm busybox
/ # ls
bin   data  dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ #
[root@localhost ~]# docker inspect b1   查看和宿主机建立的绑定目录},"Mounts": [{"Type": "volume","Name": "fc74fe68b9a8a04aab95d75d0afe1fc8957d8e0ab5590f8b7f8e821a890367b3","Source": "/var/lib/docker/volumes/fc74fe68b9a8a04aab95d75d0afe1fc8957d8e0ab5590f8b7f8e821a890367b3/_data","Destination": "/data","Driver": "local","Mode": "","RW": true,"Propagation": ""
//进入宿主机相关目录，并添加东西，去容器内查看
[root@localhost ~]# cd /var/lib/docker/volumes/fc74fe68b9a8a04aab95d75d0afe1fc8957d8e0ab5590f8b7f8e821a890367b3/_data
[root@localhost _data]# ls
[root@localhost _data]# touch abc
[root@localhost _data]# ls
abc去容器内查看
/ # cd data/
/data # ls
abc
/data #

使用 docker mount volume

[root@localhost ~]# docker run -it --name b1 -v /var/www/html:/data --rm busybox
/ # ls
bin   data  dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var//进入宿主机相关目录写入东西
[root@localhost ~]# cd /var/www/html/
[root@localhost html]# echo "hello world" > index.html//容器内查看
/ # ls data/
index.html//退出容器
/ # exit//查看东西是否还在
[root@localhost html]# ls
index.html

本地目录的路径必须是绝对路径，如果设置存储卷的目录不存在，会自动创建。

Docker挂载数据卷的默认权限是读写(rw)，用户也可以通过(ro)指定为只读：

[root@localhost ~]# docker run -it --name b1 -v /var/www/html:/data:ro --rm busybox
/ # ls
bin   data  dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
/ # ls data/
index.html
/ # cd data///在这里添加东西发现添加不了，因为没有权限
/data # touch abc
touch: abc: Read-only file system//真机添加
[root@localhost html]# touch abc
[root@localhost html]# ls
abc  index.html//容器查看
/data # ls
abc         index.html加了:ro以后，容器内挂载的数据卷目录的数据就无法修改。

数据卷容器
如果需要在容器之间共享一些持续更新的数据，最简单的方式是使用数据卷容器。数据卷容器其实就是一个普通的容器，专门用它提供数据卷供其他容器挂载使用，方法如下：

首先，创建一个数据卷容器，并在其中创建一个数据卷挂载到/dbdata：

[root@localhost ~]# docker run -itd --name dbdata -v /dbdata centos
Unable to find image 'centos:latest' locally
latest: Pulling from library/centos
a1d0c7532777: Pull complete
Digest: sha256:a27fd8080b517143cbbbab9dfb7c8571c40d67d534bbdee55bd6c473f432b177
Status: Downloaded newer image for centos:latest
584b392a91746dcfd17c37b6eea5974ef402050d18412ad4b07155064ceb83c2
[root@localhost ~]#

在其他容器中使用 --volumes-from 来挂载 web 容器中的数据卷，例如创建 db1 和 db2 两个容器，并从 web 容器挂载数据卷：

[root@localhost ~]#  docker run -itd --name db1 --volumes-from dbdata centos
a87c522c95864c8b1ac961494b4d85ccda7feec09419755201fced9a6abd3549[root@localhost ~]#  docker run -itd --name db2 --volumes-from dbdata centos
004cbe9a03f43a71d57eee2243c692023ef27ada42eaa2797d550b687bbc6b62
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED              STATUS              PORTS     NAMES
004cbe9a03f4   centos    "/bin/bash"   About a minute ago   Up About a minute             db2
a87c522c9586   centos    "/bin/bash"   About a minute ago   Up About a minute             db1
584b392a9174   centos    "/bin/bash"   3 minutes ago        Up 3 minutes                  dbdata
[root@localhost ~]#

此时，容器db1和db2都挂载同一个数据卷到相同的/dbdata目录。三个容器任何一方在该目录下的写入，其他容器都可以看到。

//在dbdata里面插入数据
[root@localhost ~]# docker exec -it dbdata /bin/bash
[root@adbafbe63da7 /]# ls
bin dev  home  lib64       media  opt   root  sbin  sys  usr
dbdata  etc  lib   lost+found  mnt    proc  run   srv  tmp  var
[root@adbafbe63da7 /]# cd dbdata/
[root@adbafbe63da7 dbdata]# echo "hello world" > index.html
[root@adbafbe63da7 dbdata]# ls
index.html//容器db1查看
[root@localhost ~]# docker exec -it db1 /bin/bash
[root@5671afdd055d /]# ls
bin dev  home  lib64       media  opt   root  sbin  sys  usr
dbdata  etc  lib   lost+found  mnt    proc  run   srv  tmp  var
[root@5671afdd055d /]# ls dbdata/
index.html//容器db2查看
[root@localhost ~]# docker exec -it db2 /bin/bash
[root@1749e4cbdeaa /]# ls dbdata/
index.html
[root@1749e4cbdeaa /]# cat dbdata/index.html
hello world

可以多次使用–volumes-from参数来从多个容器挂载多个数据卷。还可以从其他已挂载了容器卷的容器来挂载数据卷：

如果删除了挂载的容器（包括dbdata、db1和db2），数据卷并不会被自动删除。如果要删除一个数据卷，必须在删除最后一个还挂载着它的容器时显式使用docker rm -v命令来指定同时删除关联的容器。

//查看真机绑定目录
[root@localhost ~]# docker inspect dbdata
"Mounts": [{"Type": "volume","Name": "001de8513db6805fec90cb257f365053af7687e52c4f20917a1ede004ed19f8c","Source": "/var/lib/docker/volumes/001de8513db6805fec90cb257f365053af7687e52c4f20917a1ede004ed19f8c/_data","Destination": "/dbdata","Driver": "local","Mode": "","RW": true,"Propagation": ""
如果删除了挂载的容器（db1和db2），数据卷并不会被自动删除。如果要删除一个数据卷，必须在删除最后一个还挂载着它的容器时显式使用docker rm -v命令来指定同时删除关联的容器。[root@localhost ~]# docker rm -f -v db1
db1
[root@localhost ~]# docker rm -f -v db2
db2
//在删除最后一个还挂载着它的容器时显式使用docker rm -v命令来指定同时删除关联的容器
[root@localhost ~]# docker rm -f -v dbdata
dbdata

利用数据卷容器迁移数据
利用数据卷容器对其中的数据卷进行备份、恢复，以实现数据的迁移。
备份

[root@localhost ~]# docker run -itd --name test -v /data  busybox  //创建一个容器用于测试
8445e0c8b2488ee9d6fd11b819ddc852c4066a5c5c31d7430dacbcec76282dae
[root@localhost ~]# docker exec -it test /bin/sh
/ # cd /data/
/data # echo "123" > index.html   //容器内创建测试文件
/data # cat /data/index.html
123#新开一台终端
[root@localhost ~]# docker run --name zsh --volumes-from test -v $(pwd):/backup httpd tar cvf /backup/backup.tar /data
tar: Removing leading `/' from member names
/data/
/data/index.html
[root@localhost ~]# ls
backup.tar
[root@localhost ~]# tar -xf backup.tar
[root@localhost ~]# ls
data    backup.tar
[root@localhost ~]# cat data/index.html
123

随便什么镜像都行创建出一个容器用volumes-from zsh容器的数据来自test容器 -v 宿主机当前位置:zsh容器创建的backup目录压缩目录backup 为backup.tar 到宿主机当前目录下（backup的数据来自于容器test的data目录）
恢复

[root@localhost ~]#  docker run -it --name test2 -v /data busybox /bin/sh
/ # ls data/
[root@localhost ~]#  docker run -it --rm --volumes-from test2 -v $(pwd):/backup busybox tar xf /backup/backup.tar

test2的数据来自与于主机当前目录解压backup.tar

切换到另一台终端查看

/ # ls data/
index.html
/ # cat /data/index.html
123
/ #