一，数据卷的概念

Docker引入数据的原因：方便项目的部署和文件的备份，假如没有数据卷我们部署项目，只能通过docker cp从宿主机系统复制项目到容器中，然后在运行项目，但这个过程很繁琐，使用数据卷共享宿主机目录和容器目录，在宿主机操作共享目录容器会实时得到共享数据以及数据通信

Docker引入数据卷的作用：实现宿主机系统与容器之间的文件共享

数据卷的概念：是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它绕过了UFS提供了很多实用功能

数据卷的特性：

• 数据卷可以在容器之间或容器与宿主机系统之间共享和重用
• 数据卷修改会立即同步
• 对数据的更新，不会影响镜像
• 数据卷默认一直存在，即使容器被删除

数据卷(Volume)类似于一个存在于宿主机的中间层目录，宿主机目录和容器目录都连接这个中间层，当一方改动，两端都会实时同步

二，数据卷的操作

数据卷的操作包括启动容器时创建数据卷，查看数据卷，删除数据卷，查看数据卷的细节，直接创建数据卷

一，创建数据卷

创建数据卷分两种：

• 载容器启动时创建数据卷(创建+挂载)
• 直接创建数据卷(创建)

一，启动容器时创建数据卷

启动时创建数据卷也分为两种情况：

• 指定系统已存在的绝对路径目录创建数据卷(自定义创建数据卷)
• 指定数据卷名(不存在的系统目录)创建数据卷(自动创建数据卷)

一，自定义创建数据卷

命令：docker run -v 宿主机存在的绝对路径:容器中的目录  镜像标识

例：

#在宿主机/home/wql目录创建一个数据卷,并将数据卷挂载到容器/root/volume中
docker run -v /home/wql:/root/volume tom

二，自动创建数据卷

命令：docker run -v 数据卷名称:容器中的目录  镜像标识

例：

#创建一个名为fq的数据卷,并将数据卷挂载到容器/root/volume中
docker run -v fq:/root/volume tom

这种方式没有指定创建的目录只有数据卷名称(数据卷创建时是空的)，默认会保存在Docker Root Dir中的lib/volumes目录下(如果不知道Docker Root Dir目录可以通过 docker info查看)

两种方式都对数据卷进行了挂载操作，但两种还是有区别的通过自动创建的数据卷是空的，通过自定义创建的数据卷可以不为空(目录有文件)，自定义创建的数据卷也无法被docker ls指令查看到，因为没有数据卷名

注：假如创建数据卷的目录和挂载数据卷的目录都有数据，它们会互相共享

二，直接创建数据卷

命令：docker volume create 数据卷名

例：

#创建一个名为fq的数据卷,并将数据卷挂载到容器/root/volume中
docker run -v fq:/root/volume tom

这种方式和自动创建数据卷逻辑上有些相似(保存位置一样)，但这种方式只负责创建数据卷，并没有进行容器挂载，还需要通过命令手动进行挂载有些繁琐(不推荐这种方式)

二，查看数据卷

1，查看所有数据卷：docker volume ls

注：这个指令无法查看到通过自定义方式创建的数据卷(它需要通过数据卷名创建的方式才能显示)

2，查看数据卷的详细信息：docker volume inspect 数据卷名

三，删除数据卷

删除没有挂载的数据卷：docker volume prune

删除指定数据卷：docker volume rm 数据卷名

二，Docker镜像的原理

一，UnionFS联合文件系统

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继承，基于基础镜像(没有父镜像)，可以制作各种具体的应用镜像

UnionFS的运行特征：一次同时加载多个文件系统，但从表面上看起来只运行一个文件系统，联合加载会把各个文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录

UnionFS文件系统类似于开发过程中应用的拆分，将应用拆分成各个模块，上层模块依赖底层模块，但你看到的只是启动了上层模块，底层细节被屏蔽，假如有多个应用，可以共有一些底层模块，并不需要每一个应用都自成体系，减少了应用体积

UnionFS的优点：

• 文件或应用的叠加增加了重用性，总体上减少了文件体积
• 文件或应用的拆分于叠加，减少了耦合

注：在Docker下载单个镜像，会发现应用反而体积增大，因为单个下载没有其他镜像可复用，还需要下载依赖镜像如ContOS操作系统导致的，但本质上镜像多文件总体体积是减少了

二，Docker镜像原理

Docker镜像定义：镜像是一个轻量级的，可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某一个软件所需的所有内容，包括代码，运行所需的库，环境变量和配置文件

Docker镜像本质上是由一层一层的文件系统组成，这种层文件系统就是UnionFS

Docker镜像的最底层是bootfs：

               bootfs(boot file system)主要包含bootloader(boot加载器)和kernel(内核)，bootloader主要是引导加载kerne，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，这一层与典型的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，此时内存的使用权由bootf转交给内核，此时系统会卸载bootfs

rootfs：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就是各种不同操作系统共有的一个文件，比如:CentOS,Ubuntu

1，为什么安装进虚拟机的centos镜像要几个G，而docker才200M？

这也与bootfs有关，在一个精简的OS系统中，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令，工具和程序库即可，因为底层可以直接用宿主机的Kernel(内核)，自己只需要提供rootfs就行了，由此对不同的linux发行版，bootfs基本一致，rootfs会有差别，因此不同发行版本可以共用bootfs

2，镜像分层：docker镜像采用UnionFS做为基础，它的镜像也是分层的，底层镜像为上层提供基础，多个上层镜像基于共有底层镜像

镜像分层的优点：共享资源实现资源的复用，比如：有多个镜像都有相同的base镜像构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保存一份base镜像，同时内存中只需加载一份base镜像，就可以为所有的容器服务，而且镜像的每一层都可以被共享

镜像的特点：但容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部，这一层通常被称为'容器层'，容器层之下为'镜像层'，镜像层都是之读的

Docker网络通信使用的是Linux的桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(Docker0)，Docker启动一个容器时会根据Docker网桥的网段分配分配一个IP地址(Container-IP)给容器，同时Docker网桥是每一个容器的默认网关，因为在同同一宿主机内的容器都接入同一个网敲，这样容器容器之间就能通过容器的Container-IP直接进行通信

Docker网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法进行寻址访问的，这也意味着外部网络无法直接通过Container-IP访问容器，如果容器需要外部能够访问，可以通过映射容器端口到宿主机(端口映射)

一，Docker四种网络模式

docker默认有四种网络模式：

• host模式(主机模式)
• container模式(容器模式)
• nono模式
• bridge模式(网桥模式)

注：使用Docker时主要以网桥模式进行网络通信，其他模式基本已经被淘汰

一，Host模式

如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace，而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口。但是，容器的其他方面，如文件系统、进程列表等还是和宿主机隔离的，所有现在很少被使用

使用host模式的容器可以直接使用宿主机的IP地址与外界通信，容器内部的服务端口也可以使用宿主机的端口，不需要进行NAT，host最大的优势就是网络性能比较好，但是docker host上已经使用的端口就不能再用了，网络的隔离性不好

二，Container模式

该模式指定新创建的容器和已存在的容器共享一个network namespace，而不是和宿主机共享，已存在的容器需要网卡和IP，而新创建的容器则不需要，而是和已存在容器共享IP和端口，两个容器除网络方面，其他如文件系统，进程履历表等还是隔离的

三，None模式

Docker容器拥有自己的Network Namespace，但是并不为Docker容器进行任何网络配置，也就是说，这个Docker容器没有网卡，IP，路由等信息，需要我们自己为Docker容器进行手动添加，配置IP(很麻烦不采用)

这种网络配置下的容器只有lo回环网卡(localhost:127.0.0.1)，没有其他网络网卡，none模式可以在容器创建时通过--network=nono来指定，这类网络不能联网，但是最安全的

四，Bridge模式(主流使用)

当Docker进程启动是，会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥，此主机启动的Docker容器会自动连接到这种虚拟网桥上，虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似，这样主机上所有的容器就通过交换机连在一个二层网络中

从docker0子网中分配一个IP地址给容器，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关，在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备，Docker将veth pair设备的一端连接新创建的容器，并命名为etho(容器网卡)，另一端连接主机，并将网络设备加入到docker0网桥中，可以通过brctl show命令查看

bridge模式是docker的默认网络模式，不写--net参数，就是bridge模式

二，Docker网络配置

$ docker network connect --ip 192.168.10.10 net1 ctn1

$ docker network connect --link my-ctn1 my-ctn2