Docker Data Management

对image、container有了基本认知之后,继续学习下docker的数据管理。呼,天气变化很大,爱护自己,注意保暖,如果不注意可能就会感冒或者生病,啊有点小难受的。么么哒想想徐就不难受了。

先说说container内部的文件管理吧。

Storage Driver

Container中创建的文件默认存储在可写层上,通过存储驱动(storage driver)进行管理。storage driver对镜像层和可写层都会进行管理,虽然具体实现有所不同,但都使用层叠式(stackable)的镜像层和写时复制(copy-on-write, CoW)策略。

container size

size: 每个容器的可写层所使用的磁盘数据总量
virtual size: 容器的只读镜像所使用的数据总量+可写层所使用的数据总量

若容器键存在镜像的共享,则总计使用的磁盘空间不需要重复计算共享镜像的大小。磁盘空间也不包括数据卷、checkpoints文件等。

CoW

Copy-on-write是一个文件共享和复制的高效策略。若镜像层/可写层需要从的较低层读取文件或目录,直接访问即可,若需要更改文件的话则先将该文件复制到自己的层再进行修改操作(第一次进行复制即可)。

  • 共享:镜像层共享能够有效地减少磁盘空间、I/O带宽的占用,而且新创建的镜像也会只需要进行增量修改从而拥有较小的size。
  • 复制:容器在需要进行文件更改时才拷贝到可写层,故可写层的大小也会保持比较小的规模。拷贝的具体实现根据storage driver而有所不同,操作顺序大致如下:
    * 从上至下搜索镜像层,找到需要更新的文件,并添加至cache;
    * 执行copy_up操作,将文件拷贝至可写层;
    * 对文件进行改动后,容器无法再看到底层镜像层中的该文件(只能从可写层中获取)。
different storage drivers

Docker自定义了不同存储驱动的使用优先级。首先选择使用较少配置的驱动,如btrfs或zfs,依赖于已配置完备的文件系统;其次选择性能和稳定性较好的,overlay2(docker CE的默认方式)、overlay、devicemapper。
选择合适的storage driver,需要先以所使用的docker版本、操作系统、分布式与否作为依据,另外一些存储驱动要求使用文件系统的特定格式或者额外的配置,此后再根据所需要的工作负载和稳定性进行选择。

Data Volumes

容器可写层的文件读写速度很慢,而且在container退出后即丢失,同时容器外的进程很难获取容器内部文件,可写层也不适合用于大量写操作的应用,故docker还提供了持久化存储文件的方式——直接写入主机的文件系统。主要有两种方式,volumes和bind mounts(绑定挂载)。

  • Volumes: 存储在docker管理的主机文件系统上(如 /var/lib/docker/volumes),docker外部进程无法更改这些文件 —— 是比较好的数据持久化方式。
  • Bind mounts: 可以存储在主机上任何位置,docker containers或外部进程都可以进行更改。

另外提一下Linux系统(哈哈哈)额外赠送的一种数据管理方式——tmpfs mounts: 写入主机内存(memory),但不写入文件系统;如果不需要持久化存储,也可以选择用这种方式。

data_volumes.png

volumes

Volumes是由docker进行管理的,和主机文件系统隔离开了。多个containers可以共同使用一个volume,要注意volume的存在是不依附于container的。
在创建container或者使用service时可通过选项参数(-v / --volume / --mount)进行volumes创建,也可单独使用docker volume create命令。如下,第一条命令创建了一个名为memeda的volume,第二条命令则运行容器时在memeda下又创建了一个/hh文件夹:

$ docker volume creat memeda
$ docker run -d -v memeda:/hh busybox ls/hh

volume通过名字区分,container之间共用volume的时候不要弄混了以至于文件覆盖咯。docker create命令提供 "--driver" 选项以使用volume driver,还可以通过 "--label" 设置信息。volume还有以下操作:

operation description options
ls 列出docker下的所有volumes --filter 根据提供值(对driver/label/name等)进行筛选,--quiet 只列出volume名,--format
inspect 获取volumes的详细信息 --format
prune 删除没有使用的volumes,即没有与任何containers进行关联 --filter,--force 无需确认直接删除
rm 删除volumes,但无法删除正在被containers使用的volumes --force
Bind mounts

姑且让它的中文名叫做“绑定挂载卷”吧,功能有限,请谨慎使用。Bind mounts的文件/目录放在主机文件系统中,无法直接用docker CLI进行管理。当一个bind mount挂载到一个container时,按需使用时进行创建。
本来这里应该是对bind mounts的详细使用说明,但感觉无需多说,为什么?因为相比bind mounts,volumes有以下优点:

  • volumes更便于打包或迁移;
  • volumes可以直接通过docker提供的CLI命令或API进行管理;
  • volumes在Linux和Windows上都能工作~~;
  • 使用volume drivers还可以在远程主机或云平台上存储数据卷、加密或进行其他功能操作。

所以啊,多了解下volumes吧,以后有需求用到了绑定挂载,我再来更新。

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