docker postgris 数据库持久化 docker 存储持久化

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数据挖掘者 2024-06-08 09:58:31

文章标签 docker 学习容器 centos 数据 文章分类 Docker 云计算

了解联合文件系统后，我们知道，镜像是只读的，类似共享文件形式让多个容器使用。如果要在容器里修改文件，即镜像里的文件，那该如何修改？
为了解决这个问题，docker 引入了写时复制（copy-on-write），需要修改文件操作时，会先从镜像里把要写的文件复制到自己的文件系统中进行修改。

1.容器的数据卷

1.1.什么是数据卷

数据卷是经过特殊设计的目录，可以绕过联合文件系统（UFS），为一个或者多个容器提供访问，数据卷设计的目的，在于数据的永久存储，它完全独立于容器的生存周期，因此，docker 不会在容器删除时删除其挂载的数据卷，也不会存在类似的垃圾收集机制，对容器引用的数据卷进行处理，同一个数据卷可以只支持多个容器的访问。

1.2.数据卷特点

数据卷在容器启动时初始化，如果容器使用的镜像在挂载点包含了数据，这些数据会被拷贝到新初始化的数据卷中
数据卷可以在容器之间共享和重用
可以对数据卷里的内容直接进行修改
数据卷的变化不会影像镜像的更新
卷会一直存在，即使挂载数据卷的容器已经被删除

1.3.Docker 提供三种方式将数据从宿主机挂载到容器

Volumes: Docker 管理宿主机文件系统的一部分（/var/lib/docker/volumes）。保存数据的最佳方式。
Bind mounts: 将宿主机的任意位置的文件或者目录挂载到容器中。
tmpfs：挂载存储在主机系统的内存中，而不会写入主机的文件系统。如果不希望将数据持久存储在任何位置，可以使用tmps，同时避免写入容器可写层提高性能。

2.volume 持久化方案

2.1.volume 简介

volume是Docker官方推荐的持久化方案，默认情况下，volume的存储空间来自于宿主机文件系统中的某个目录，如/var/lib/docker/volumes/，docker系统外的程序无权限修改其中的数据。
一个volume可以同时供多个container使用，如果没有container使用volume，其不会自动删除，用户需运行docker volume prune明确删除。
如果用户显式创建volume，则需要给其指定一个名称；如果是隐式创建volume，Docker会自动为其分配一个在宿主机范围内唯一的名字。

2.2.volume 特点

docker volume create -v 创建 volume 时，宿主机目录路径必须以/或~/开头，否则 Docker 会将其当成volume 而不是bind mount。
如果容器中的目录不存在，docker会自动创建目录；如果容器中的目录已有内容，docker会使用宿主机上目录的内容覆盖容器目录的内容。

2.3.常用命令与实操

## 管理卷
sudo docker volume create test-vol # docker volume ls
sudo docker volume inspect test-vol
## 用卷创建一个容器
sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container -v test-vol:/home/volume centos7-zlm-image /bin/bash
sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --mount type=volume,src=test-vol,dst=/home/volume centos7-zlm-image /bin/bash
## 进入容器
sudo docker exec -it centos7-zlm-image-container /bin/bash
## 清理
sudo docker stop centos7-zlm-image-container # docker rm test-test
## 删除卷
sudo docker volume rm test-vol
## 注意：如果没有指定卷，自动创建。

创建数据卷，启动容器使用 test-vol 这个数据卷

# 清空无用的卷
[test@localhost ~]$ sudo docker volume prune
[sudo] test的密码：
WARNING! This will remove all local volumes not used by at least one container.
Are you sure you want to continue? [y/N] y
Deleted Volumes:
09d989283ec5e1c70b0825fff898d57128a04cff7d9a3b5ca26cf9730fe5a7a5
97f2c76715724f2a4695db654df39aa304bbeff10289595ac1d4ff1a967c4e62
ed750105d8244db3d5d5f7a468bec397807edd70934986725dbc6d04e4cd5557
......

Total reclaimed space: 0B
# 创建卷
[test@localhost ~]$ sudo docker volume create test-vol
test-vol
# 查看卷信息
[test@localhost ~]$ sudo docker volume inspect test-vol
[
    {
        "CreatedAt": "2023-07-04T09:59:31+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/test-vol/_data",
        "Name": "test-vol",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]
# 查看/var/lib/docker/volumes 多了一个目录
[test@localhost ~]$ sudo ls /var/lib/docker/volumes
backingFsBlockDev  metadata.db  test-vol
# 创建容器，绑定卷到容器目录
[test@localhost ~]$ sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container -v test-vol:/home/volume centos7-zlm-image /bin/bash
6c4f9e398ec446777613b599f0182a902d01ba3af468f8f865ba6dd6fcfb7169
# 进入容器
[test@localhost ~]$ sudo docker exec -it centos7-zlm-image-container /bin/bash
# 容器内创建文件
[root@6c4f9e398ec4 /]# cd /home/volume/
[root@6c4f9e398ec4 volume]# ls 
[root@6c4f9e398ec4 volume]# touch hello.txt 
[root@6c4f9e398ec4 volume]# exit 
exit
# 查看本地卷，多了了hello.txt文件
[test@localhost ~]$ sudo ls /var/lib/docker/volumes/test-vol/_data
hello.txt
# 停止容器
[test@localhost ~]$ sudo docker stop centos7-zlm-image-container
centos7-zlm-image-container
# 删除卷
[test@localhost ~]$ sudo docker volume rm test-vol
test-vol
# 删除本地目录
[test@localhost ~]$ sudo ls /var/lib/docker/volumes/test-vol/_data
ls: 无法访问/var/lib/docker/volumes/test-vol/_data: 没有那个文件或目录
[test@localhost ~]$

2.4.volume 使用场景

通过使用第三方提供的volume driver，用户可以将数据持久到远程主机或者云存储中。
（1）多个容器间共享数据。
（2）宿主机不保证存在固定目录结构。
（3）持久化数据到远程主机或者云存储而非本地。
（4）需要备份、迁移、合并数据时。停止container，将volume整体复制，用于备份、迁移、合并等
其实跟命名卷类似，参考docker学习（六）卷Volume

3.Bind Mounts 持久化方案

3.1.bind mount 简介

bind mount 持久化方式将宿主机中的文件、目录挂载到容器上，相应文件、目录可以被宿主机读写，也可以被容器读写。
bind mount 持久化方式可以将数据存储在宿主机器任何地方，但会依赖宿主机的目录结构，因此不能通过docker CLI直接管理，并且非Docker 进程和 Docker 进程都可以修改。

3.2.bind mount 特点

（1）性能最好
（2）Docker容器与宿主机耦合过于紧密，移植性较差。

3.3.常用命令与实操

#用卷创建一个容器：
sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --mount type=bind,src=/opt/bind,dst=/home/bind centos7-zlm-image /bin/bash
sudo docker run -itd --rm --name=centos7-zlm-image-container -v /opt/bind:/home/bind centos7-zlm-image /bin/bash
# 验证绑定：
sudo docker inspect centos7-zlm-image-container
# 清理：
sudo docker stop centos7-zlm-image-container 
sudo docker rm centos7-zlm-image-container

[test@localhost ~]$ sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --mount type=bind,src=/opt/bind,dst=/home/bind centos7-zlm-image /bin/bash
bb9c7a1a48ee44462449bddb32749e4cbd4a9a675d26dcc600db2999820479e0
[test@localhost ~]$ sudo docker exec -it centos7-zlm-image-container /bin/bash
[root@bb9c7a1a48ee /]# cd home/bind/
[root@bb9c7a1a48ee bind]# touch hello.txt 
[root@bb9c7a1a48ee bind]# exit
exit
[test@localhost ~]$ ls /opt/bind/
hello.txt
[test@localhost ~]$ 
[test@localhost ~]$ sudo docker inspect centos7-zlm-image-container
[
    {
        ......
        "HostConfig": {
            "Binds": null,
            ...... 
            "Mounts": [
                {
                    "Type": "bind",
                    "Source": "/opt/bind",
                    "Target": "/home/bind"
                }
            ],
            ......
        },
		......
        "Mounts": [
            {
                "Type": "bind",
                "Source": "/opt/bind",
                "Destination": "/home/bind",
                "Mode": "",
                "RW": true,
                "Propagation": "rprivate"
            }
        ],
        ......
    }
]
[test@localhost ~]$

3.4.bind mount 使用场景

（1）container共享宿主机配置文件，如docker将宿主机文件/etc/resov.conf文件bind mount到容器上，两者会使用相同的DNS服务器。
（2）开发环境中build容器化。开发过程中将build过程container化，将宿主机上源代码目录bind mount到build container中。修改代码后，运行build container的build命令，build container则将build结果写入另一个bind mount的目录中。
（3）监控服务container化。读取宿主机固定文件中的数据实现监控。

3.5.bind mount 注意事项

（1）-v 宿主机目录路径必须以/或~/开头，否则docker会将其当成是volume 而不是bind mount。
（2）如果宿主机上的目录不存在，docker会自动创建目录（多级的绝对路径好像不行）。
（3）如果容器中的目录不存在，docker会自动创建目录。
（4）如果容器中目录已有内容，那么docker会使用宿主机上目录的内容覆盖容器目录的内容。

4.tmpfs mount 持久化方案

4.1.tmpfs 简介

tmpfs mount只在Linux主机内存中持久化，是临时性的。当容器停止，tmpfs mount会被移除，通常用于临时存放敏感文件。
tmpfs mounts 可选选项：
–tmpfs-size：挂载的tmpfs的字节数，默认不受限制
–tmpfs-mode： tmpfs的文件模式，例如700或1700.默认值为1777，这意味着任何用户都有写入权限
使用–tmpfs参数无法指定任何其他的可选项，并且不能用于Swarm Service（集群节点服务）。

4.2.tmpfs 特点

（1）只能在Linux主机内存中，不会持久化到磁盘。
（2）不支持多容器间共享。与卷和绑定装入不同，您无法tmpfs在容器之间共享装载。只有在Linux上运行Docker时才能使用此功能。

4.3.常用命令与实操

sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --tmpfs /home/tmpfs centos7-zlm-image /bin/bash
sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --tmpfs /home/tmpfs:size=512M,mode=1777 centos7-zlm-image /bin/bash
sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --mount type=tmpfs,destination=/home/tmpfs,tmpfs-mode=1770 centos7-zlm-image /bin/bash
sudo docker stop centos7-zlm-image-container

[test@localhost ~]$ sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --tmpfs /home/tmpfs centos7-zlm-image /bin/bash
[sudo] lianaipeng 的密码：
44521bf7c2ef4cf01b0b0b0e66d8f8ab9ef98cef3c0e45cf5477988e030332f8
[test@localhost ~]$ 
[test@localhost ~]$ sudo docker exec -it centos7-zlm-image-container /bin/bash
[root@44521bf7c2ef /]# ls /home/tmpfs/
[root@44521bf7c2ef /]# exit 
exit
[test@localhost ~]$ sudo docker inspect centos7-zlm-image-container
[
    {
        ......
        "HostConfig": {
            ......
            "Tmpfs": {
                "/home/tmpfs": ""
            },
            ......
        },
        ......
    }
]
[test@localhost ~]$

4.4.tmpfs 使用场景

Docker可将用户名与密码等敏感数据保存在某个数据库中，当启动需要访问这些敏感数据的container或者service时，docker会在宿主机上创建一个tmpfs，然后将敏感数据从数据库读出写到tmpfs中，再将tmpfs mount到container中，安样能保证数据安全。当容器停止运行时，则相应的tmpfs也从系统中删除。

5.mount 总结

–mount：由多个键值对组成，以逗号分隔，每个键=组由一个元组组成。
该type安装件，其可以是bind，volume，或 tmpfs。
将安装在容器中destination的路径作为挂载的值。可以指定为destination，dst或target。也支持source，src。

sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --mount type=volume,src=test-vol,dst=/home/volume centos7-zlm-image /bin/bash
sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --mount type=bind,src=/opt/bind,dst=/home/bind centos7-zlm-image /bin/bash
sudo docker run -itd --rm --name centos7-zlm-image-container --mount type=tmpfs,destination=/home/tmpfs,tmpfs-mode=1770 centos7-zlm-image /bin/bash

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