Dockerコンテナレイヤーの概念の詳細な説明

ここで注意すべき点は、rootfs はコンテナが使用する必要がある基本ファイルの組み合わせのみであり、オペレーティングシステムカーネルは含まれていないことです。コンテナのオペレーティングシステムカーネルは、引き続きホストマシンのカーネルを使用します。もちろん、rootfs の存在は無意味ではありません。rootfs の存在により、コンテナは最も重要なパフォーマンスである一貫性を実現できます。

01 コンテナの一貫性

コンテナの rootfs には、すべての依存関係を含むオペレーティングシステムのすべてのファイルとディレクトリがパッケージ化されています。この機能により、コンテナがローカルにあるかクラウドにあるかに関係なく、ユーザーはパッケージ化されたコンテナイメージを解凍するだけで、アプリケーションの実行環境がセットアップされます。

これはコンテナの一貫性です。

02 レイヤーの概念

「私が遠くまで見渡せるのは、巨人の肩の上に立っているからだ」とニュートンはかつて言いましたが、それは今でも当てはまります。「車輪の再発明はしない」。アプリケーションを開発するときは、Linux オペレーティングシステムを使用するだけで済みます。アプリケーションを実行するために Linux システムを再開発する必要はありません。

コンテナの使用中に、データ A が含まれた既存の MySQL コンテナイメージがすでに存在し、他の人も MySQL コンテナイメージを使用してデータ B をインポートする必要がある場合、自分の MySQL コンテナでデータ A を削除し、データ B を再インポートするだけで済みます。

上記のシナリオでは、データ A が削除され、データ B がインポートされると、データ A が削除されているため、このコンテナーを自分で使用することはできません。これは明らかに私たちが望んでいる結果ではありません。当然のことながら、データセット A とデータセット B の両方に、MySQL がインストールされているがデータがないコンテナイメージ (つまり、rootfs) が必要です。

Docker ソフトウェアが設計されたときに、「レイヤー」という概念が導入され、この問題は巧みに解決されました。

「レイヤー」の概念は、ユニオンファイルシステム AuFS を通じて実装されます。正式名称は Advance UnionFS です。その概念は、以下に示すように、理解するのが難しくありません。

ディレクトリ1にはファイルa、ファイルcが含まれています

ディレクトリ2にはファイルb、ファイルcが含まれています

ファイルを結合することで、ディレクトリ 1 と 2 がディレクトリ 3 にマウントされます。この時点で、ディレクトリ 3 には a、b、c の 3 つのファイルがあります。

このとき、ディレクトリ 3 内のファイル a、b、c が変更されると、対応するディレクトリ 1 と 2 にも反映されます。

「ユニオンファイルシステム」を通じてレイヤーを実装する方法は、実際にはかなり複雑な問題なので、興味のある読者に考えてもらうことにします。ここでは、レイヤーの概念がユニオンファイルシステムを通じて実装されることを理解するだけで十分です。

以下は、mysql ベースイメージの「レイヤー」の例です。

[root@VM-0-14-centos ~]# docker イメージを検査する docker.io/mysql
 [
    {
        「ID」: 「sha256:db2b37ec6181ee1f367363432f841bf3819d4a9f61d26e42ac16e5bd7ff2ec18」、
        「リポジトリタグ」: [
            「docker.io/mysql:最新」
        ]、
......
        「ルートFS」: {
            「タイプ」：「レイヤー」、
            「レイヤー」: [
                "sha256:d0fe97fa8b8cefdffcef1d62b65aba51a6c87b6679628a2b50fc6a7a579f764c",
                "sha256:329fe06a30f03f9131ce8d9db2e8a9f725b18efe3457d6f015e1c4d8a3f41a0a",
                "sha256:ec8c80284c72bcf47ffedc0dde4d5792de761d52f974c30d37d52b9ac00e8a2a",
                "sha256:9dae2565e824235798981525d6ff9114817b7139c073e0d216b00ae9e58f74d0",
                "sha256:36b89ee4c647b9c21de8b5476b4922efc873aba69705c169e1a3edcf9128679b",
                "sha256:c21e35e55228365b268f57fac382a6e991db216cb03d9b7079496f5498956ab0",
                "sha256:15b463db445cb750fa6bc908a41fd18e38c4d2a02a978b66beb598c4f3f57b95",
                "sha256:7832ac00d41eda3a773a18408dea0b8e05ddbdd3a1e94afef3b6e3dc6444b7bb",
                "sha256:7f893b7c04ac2f939737d2da4e15af796c7acc0fd10c2951d9ae5bf33ceec2dc",
                "sha256:060fef62a228fff7e9dc3b7008bc9089e642ef29dc699f7e90c36ced5b2e75c6",
                "sha256:af6e790b82373cc65ca73efe5cc8945731525a9dcae6deeea2a5a5802561a72a",
                「sha256:9b0377a95c0e0bd5aa5b220449d17333faaa0e2bd7e8b93565beeadbf3906646」
            ]
        }
    }
]

ご覧のとおり、RootFS はコンテナのファイルシステムであり、Layers は「レイヤー」です。

では、Docker コンテナイメージはどのようなレイヤーで構成されているのでしょうか? ? ?

機能の違いにより、主に読み取り専用層、初期化層、読み書き層に分けられます。

読み取り専用レイヤー:

読み取り専用レイヤーは読み取り専用でマウントされます。これらのレイヤーは、オペレーティングシステムの一部を段階的にマウントします。

読み取り/書き込みレイヤー:

これはイメージの最上位レイヤーであり、マウントモードは読み取り/書き込みです。ファイルを書き込む前は、このディレクトリは空です。コンテナー内で書き込み操作を実行すると、変更したコンテンツがこのレイヤーに増分的に表示されます。

初期化レイヤー:

init レイヤーは、docker によって特別に生成される内部レイヤーで、主に /etc/hosts や /etc/resolv.conf などのファイルが格納されます。

これらの特定のファイルを保存する理由は、これらのファイルは元々オペレーティングシステムの一部ですが、ユーザーのアプリケーションによって頻繁に変更されるためです。これらの変更は現在のコンテナーに対してのみ有効です。Docker がコミットするときに、これらの変更が読み取り/書き込みレイヤーと一緒に送信されることは望ましくありません。

いくつかの注意事項:

1. ユーザーが docker commit を実行すると、読み取り/書き込みレイヤーの内容のみがコミットされます。

2. 読み取り専用レイヤーファイル a.txt を削除する場合は、読み取り/書き込みレイヤーに同じ名前 .wh.a.txt のファイルを書き込むだけです。このようにして、a.txt ファイルは .wh.a.txt ファイルによって隠され、削除の目的が達成されます。