Docker 存儲管理的幾種方式

前言

在本文內容中，我們將討論 Docker 中管理數據的幾種方式，涉及將數據從 Docker 主機掛載到容器中的不同方法。

一、存儲

通過之前的學習，我們學習瞭有關於容器和鏡像的一些知識。對於數據來說，我們可以將其保存在容器中，但是會存在一些缺點：

• 當容器不再運行時，我們無法使用數據，並且容器被刪除時，數據並不會被保存。
• 數據保存在容器中的可寫層中，我們無法輕松的將數據移動到其他地方。

針對上述的缺點而言，有些數據信息，例如我們的數據庫文件，我們不應該將其保存在鏡像或者容器的可寫層中。Docker 提供三種不同的方式將數據從 Docker 主機掛載到容器中，分別為卷（volumes），綁定掛載（bind mounts），臨時文件系統（tmpfs）。很多時候，volumes 總是正確的選擇。

• volumes 卷存儲在 Docker 管理的主機文件系統的一部分中（/var/lib/docker/volumes/）中，完全由 Docker 管理。
• bind mounts 綁定掛載，可以將主機上的文件或目錄掛載到容器中。
• tmpfs 僅存儲在主機系統的內存中，而不會寫入主機的文件系統。

無論使用上述的哪一種方式，數據在容器內看上去都是一樣的。它被認為容器文件系統中的目錄或單個文件。

二、卷列表

對於三種不同的存儲數據的方式來說，卷是唯一完全由 Docker 管理的。它更容易備份或遷移，並且我們可以使用 Docker CLI 命令來管理卷。

列出本地可用的卷列表可以使用如下命令：

docker volume ls

 運行之後，你可能會看到一些環境中預置鏡像對應的卷，或者顯示為空。

創建卷

創建卷我們可以直接使用如下命令：

docker volume create

上述命令會創建一個數據卷，並且會隨機生成一個名稱。創建之後我們可以查看卷列表：

docker volume ls

這種由系統隨機生成名稱的創建卷的方式被稱為 匿名卷，直接使用該卷需要指定卷名，即自動生成的 ID，所以創建卷時一般手動指定其 name，例如我們創建一個名為 volume1 的卷。

docker volume create volume1

掛載卷

創建卷之後，我們可以用卷來啟動一個容器，這裡首先需要學習 docker container run 命令的兩個參數：

• -v 或 --volume

由三個由冒號（:）分隔的字段組成，[HOST-DIR:]CONTAINER-DIR[:OPTIONS]。

• HOST-DIR 代表主機上的目錄或數據卷的名字。省略該部分時，會自動創建一個匿名卷。如果是指定主機上的目錄，需要使用絕對路徑。
• CONTAINER-DIR 代表將要掛載到容器中的目錄或文件，即表現為容器中的某個目錄或文件。
• OPTIONS 代表配置，例如設置為隻讀權限（ro），此卷僅能被該容器使用（Z），或者可以被多個容器使用（z）。多個配置項由逗號分隔。

例如，我們使用 -v volume1:/volume1:ro,z。代表的是意思是將卷 volume1 掛載到容器中的 /volume1 目錄。ro,z 代表該卷被設置為隻讀（ro），並且可以多個容器使用該卷（z）。

• --mount 由多個鍵值對組成，鍵值對之間由逗號分隔。

例如：type=volume,source=volume1,destination=/volume1,ro=true。

• type，指定類型，可以指定為 bind，volume，tmpfs。
• source，當類型為 volume 時，指定卷名稱，匿名卷時省略該字段。
• 當類型為 bind，指定路徑。可以使用縮寫 src。
• destination，掛載到容器中的路徑。可以使用縮寫 dst 或 target。
• ro 為配置項，多個配置項直接由逗號分隔一般使用 true 或 false。

針對上述創建的卷 volume1，用其來運行一個容器就可以使用如下命令：

docker container run \
    -it \
    --name niuma001 \
    -v volume1:/volume1 \
    --rm ubuntu /bin/bash

或者我們也可以使用 --mount，其語法格式如下：

docker container run \
    -it --name niuma002 \
    --mount type=volume,src=volume1,target=/volume1 \
    --rm ubuntu /bin/bash

從命令中，可以很明顯的得出，--mount 的可讀性更好。所以，推薦大傢使用 --mount。

在 docker container run 中我們使用瞭參數 --rm，它的作用在容器退出時刪除容器。這裡我們創建的鏡像隻是希望它短期運行，其用戶數據並無保留的必要，因而可以在容器啟動時設置 --rm 選項，這樣在容器退出時就能夠自動清理容器內部的文件系統。

值得註意的是，後臺運行的容器無法使用 -d 與 --rm 選項。

上述操作，我們分別運行瞭兩個容器，並分別掛載瞭一個卷，還可多次使用該參數掛載多個卷或目錄。並且對於這兩個容器來說，由於我們使用的是同一個卷，所以他們將共享該數據卷，但是對於多個容器共享數據卷時，需要註意並發性。大傢可以分別連接到兩個容器中，操作數據，驗證其是同步的，這裡就不再詳細演示瞭。

三、綁定掛載

 對於數據卷來說，其優點在於方便管理。而對於綁定掛載 bind-mounts 來說，通過將主機上的目錄綁定到容器中，容器就可以操作和修改主機上該目錄的內容。這既是其優點也是其缺點。

 例如，我們將 /home/xiaoniuma 目錄掛載到容器中的 `/home/xiaoniuma 目錄下，使用的命令如下：

docker container run \
    -it \
    -v /home/xiaoniuma:/home/xiaoniuma \
    --name xiaoniuma003 \
    --rm ubuntu /bin/bash

而如果使用的是 –mount，相應的語句如下：

docker container run \
    -it \
    --mount type=bind,src=/home/xiaoniuma,target=/home/xiaoniuma \
    --name xiaoniuma004 \
    --rm ubuntu /bin/bash

如果綁定掛載時指定的容器目錄是非空的，則該目錄中的內容將會被覆蓋。並且如果主機上的目錄不存在，會自動創建該目錄。

上述兩個操作針對的是目錄，而對於掛載文件來說，可能會出現一些特殊情況，涉及到綁定掛載和使用卷的區別。下面我們重現這一操作：

1.首先在當前目錄，即 /home/xiaoniuma 目錄下，創建一個 test.txt 文件。並向其中寫入文本內容 “test1”：

echo "test1" > test.txt

2.接著創建一個容器 xiaoniuma005，將 test.txt 文件掛載到容器中的 /test.txt 文件，並查看容器中 /test.txt 文件的內容：

docker container run \
    -it \
    -v /home/xiaoniuma/test.txt:/test.txt \
    --name xiaoniuma005 ubuntu /bin/bash

3.這時新打開一個終端，通過 echo 命令向 /home/xiaoniuma/test.txt 文件追加內容 “test2”，並在容器中查看 /test.txt 文件的內容：

echo "test2" >> test.txt

4.這時無論是在容器中還是主機上都能查看到該文件的內容。接下來在主機上查看 test.txt 的 inode 號。

使用 VIM 編輯該文件，添加 “test3”，並查看該文件的內容：

如上圖所示，在主機上使用 VIM 編輯後，通過 VIM 做出的修改不能在容器中查看到。這是因為 VIM 編輯保存文件的時候，會將文件內容寫入到一個新的文件中，保存好後，刪除掉原來的文件，並將新文件重命名，從而完成保存的操作。但是我們標識文件是通過 inode，因此 Docker 綁定的主機文件，依舊是 VIM 編輯之前的 inode，即舊文件。所以容器中看到的，依然是舊的內容。
對於數據卷來說，由 Docker 完全管理，而綁定掛載，則需要我們自己去維護。我們需要自己手動去處理這些問題，這些問題並不僅僅是上面演示的內容，還可能有用戶權限，SELINUX 等問題。

最後簡單說一下臨時文件系統 tmpfs。它隻存儲在主機的內存中。當容器停止時，相應的數據就會被移除。

docker run \
    -it \
    --mount type=tmpfs,target=/test \
    --name xiaoniuma008 \
    --rm ubuntu bash

四、數據卷容器

如果容器之間需要共享一些持續更新的數據，最簡單的方式就是使用用戶數據卷容器。其他容器通過掛載這個容器實現數據共享，這個掛載數據卷的容器就叫做數據卷容器。數據卷容器就是一種普通容器，它專門提供數據卷供其它容器掛載使用。

首先，我們創建一個數據卷和數據卷容器，執行的命令如下：

# 創建一個名為 vdata 的數據卷
docker volume create vdata
# 創建一個掛載瞭 vdata 的容器，這個容器就是數據卷容器
docker container run \
    -it \
    -v vdata:/vdata \
    --name XiaoniumaVolume ubuntu /bin/bash
# 在 /vdata 目錄下創建一個文本文件
echo "I am XiaoniumaVolume" > /vdata/f.txt

接下來我們分別打開新的終端輸入以下命令，創建兩個容器，在執行 docker container run 時，我們添加參數 --volumes-from 繼承數據卷容器 XiaoniumaVolume 掛載的數據卷。進入容器後分別創建文件

# 創建容器 test1
docker container run \
    -it \
    --volumes-from XiaoniumaVolume \
    --name test1 ubuntu /bin/bash

# 查看 vdata 目錄是否存在
ls -dl /vdata/

# 創建一個文件，並寫入內容
echo "I am test1" > /vdata/test1.txt

同樣的，我們執行上述操作，創建容器 test2。

# 創建容器 test2
docker container run \
    -it \
    --volumes-from XiaoniumaVolume \
    --name test2 ubuntu /bin/bash

# 查看 vdata 目錄是否存在
ls -dl /vdata/

# 創建一個文件，並寫入內容
echo "I am test2" > /vdata/test2.txt

我們進入到 XiaoniumaVolume 容器所在的終端，在掛載的數據中查看文件的內容：

# 查看數據卷中的內容
ls -al /vdata/

從上圖的結果中我們可以看到，數據卷在三個容器之間是共享的。

五、數據備份

 數據存在於數據卷中，如果我們想要備份它，可以采用創建備份容器的方式。

docker container run \
   --volumes-from XiaoniumaVolume \
   -v /home/xiaoniuma/backup:/backup \
   ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /vdata/

• --volumes-from XiaoniumaVolume 使得備份容器繼承容器 XiaoniumaVolumeVolume 的數據卷。
• -v /home/xiaoniuma/backup:/backup 把 /home/xiaoniuma/backup 目錄采用綁定掛載的方式，掛載到容器的 /backup 目錄上。
• tar cvf /backup/backup.tar /vdata 容器中執行瞭這麼一條壓縮歸檔命令，將 /vdata 中的全部數據打包到瞭 /backup/backup.tar，而剛剛的數據綁定，使得整個壓縮包存在於主機中，從而達到瞭數據備份的效果。

如上圖所示，數據卷中的所有數據都被打包到瞭 /home/xiaoniuma/backup 目錄中。

六、數據恢復

與數據備份相同的方式，我們可以使用如下命令創建恢復容器，來還原數據卷中的數據。

docker container run \
   --volumes-from XiaoniumaVolume \
   -v /home/xiaoniuma/backup:/backup \
   ubuntu tar xvf /backup/backup.tar -C /

這裡解壓的路徑為 / 即 /vdata 的上一級目錄。由於與數據備份非常相似，這裡不再給出結果分析。

總結

本文主要使用三種不同的方式將數據從 Docker 主機掛載到容器中，分別為卷（volumes），綁定掛載（bind mounts），臨時文件系統（tmpfs）。還介紹瞭數據卷容器、數據卷的備份與恢復。

下文講解Docker網絡管理。

到此這篇關於Docker 存儲管理的文章就介紹到這瞭,更多相關Docker 存儲管理內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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