四、Docker存储管理

一、介绍

如果把数据存在容器内，可能会出现如下两个问题：

1.当容器不再运行时，我们无法使用数据，并且容器被删除时，数据并不会被保存。

2.数据保存在容器中的可写层中，我们无法轻松的将数据移动到其他地方。

针对上面的问题，Docker提供了三种解决方法：

volumes， 卷存储在 Docker 管理的主机文件系统的一部分中（/var/lib/docker/volumes/） 中。完全由 Docker 管理

bind mounts， 绑定挂载，可以将主机上的文件或目录挂载到容器中

tmpfs， 仅存储在主机系统的内存中，而不会写入主机的文件系统

二、各种解决方法

1.Volume是由Docker进行管理的，可以使用Docker CLI来管理卷。

①列出所有的卷的列表

[root@TBEARZ206458 ~]# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME

②上面列表是空的，因为本地还没有创建，可以使用 docker volume create 创建卷

[root@TBEARZ206458 ~]# docker volume create
13c0ce66e1dae1cbe5df3c6881e35b575ea26508ecaa0b2b54e2502d25ce5113
[root@TBEARZ206458 ~]# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               13c0ce66e1dae1cbe5df3c6881e35b575ea26508ecaa0b2b54e2502d25ce5113

这种方式没有指定卷的名称，称为创建匿名卷。

如果想要创建一个自定义名称的卷，可以在create后指定名称。

[root@TBEARZ206458 ~]# docker volume create myvolume
myvolume
[root@TBEARZ206458 ~]# docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               13c0ce66e1dae1cbe5df3c6881e35b575ea26508ecaa0b2b54e2502d25ce5113
local               myvolume
[root@TBEARZ206458 ~]#  

③卷创建好之后，可以用它来启动一个容器，这里主要是在 docker container run命令中使用如下的参数：

-v 或 --volume

由三个由冒号（:）分隔的字段组成，[HOST-DIR:]CONTAINER-DIR[:OPTIONS]。

HOST-DIR 代表主机上的目录或数据卷的名字。省略该部分时，会自动创建一个匿名卷。如果是指定主机上的目录，需要使用绝对路径。

CONTAINER-DIR 代表将要挂载到容器中的目录或文件，即表现为容器中的某个目录或文件

OPTIONS 代表配置，例如设置为只读权限(ro)，此卷仅能被该容器使用（大写Z），或者可以被多个容器使用 （小写z）。多个配置项由逗号分隔。

例如，我们使用 -v volume1:/volume1:ro,z。代表的是意思是将卷 volume1 挂载到容器中的 /volume1 目录。ro,z 代表该卷被设置为只读（ro），并且可以多个容器使用该卷（z）

 

--mount

由多个键值对组成，键值对之间由逗号分隔。例如： type=volume,source=volume1,destination=/volume1,ro=true。

type，指定挂载类型，可以指定为 bind，volume，tmpfs。

source，当类型为 volume 时，指定卷名称，匿名卷时省略该字段。当类型为 bind，指定路径。可以使用缩写 src。

destination，挂载到容器中的路径。可以使用缩写 dst 或 target。

ro 为配置项，多个配置项直接由逗号分隔一般使用 true 或 false。

举例：

[root@TBEARZ206458 ~]# docker run -v myvolume:/myvolume:ro,z -p 8080:80 -d centosdotent:1.0.0
dd73b7c10ca6865a21a3092e245589e3a4bcbbd3e4401f83632858cfaf4f0e6c 

进入到容器内，可以看到myvolume

 这里我也实验了一下 如果volume没有创建，那么run一个容器也会成功

 然后会自动创建一个volume

[root@TBEARZ206458 ~]# docker volume  ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               13c0ce66e1dae1cbe5df3c6881e35b575ea26508ecaa0b2b54e2502d25ce5113
local               myvolume
local               myvolume22222

如果进入到这个文件夹，然后做一些操作，因为我现在是只读模式，它会报错

[root@TBEARZ206458 ~]# docker exec -it elated_tu /bin/bash
root@6d3f37ae1b65:/home/DotnetWebDemo# cd /
root@6d3f37ae1b65:/# ls
bin  boot  dev	etc  home  lib	lib64  media  mnt  myvolumex  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
root@6d3f37ae1b65:/# cd myvolumex/
root@6d3f37ae1b65:/myvolumex# ls
root@6d3f37ae1b65:/myvolumex# mkdir testdir
mkdir: cannot create directory 'testdir': Read-only file system
root@6d3f37ae1b65:/myvolumex# 

创建一个使用同一个volume的容器，修改它的权限是可读可写（去掉了ro）

[root@TBEARZ206458 ~]# docker run -v myvolume:/myvolumey:z -p 8084:80 -d centosdotent:1.0.0
219e4183b6aa0639a8454ed10d4048c12571ae2851d4b27f1f99e2837bda29b4 

然后在里面创建一个目录和文件

[root@TBEARZ206458 ~]# docker exec -it 219e4183b6aa0639a8454ed10d4048c12571ae2851d4b27f1f99e2837bda29b4  /bin/bash
root@219e4183b6aa:/home/DotnetWebDemo# cd /
root@219e4183b6aa:/# cd myvolumey/
root@219e4183b6aa:/myvolumey# mkdir test
root@219e4183b6aa:/myvolumey# cd test/
root@219e4183b6aa:/myvolumey/test# touch file1.txt 

然后退出，进入上一个容器，可以看到共享的volume里面的内容　　

[root@TBEARZ206458 ~]# docker exec -it elated_tu /bin/bash
root@6d3f37ae1b65:/home/DotnetWebDemo# cd /myvolumex/
root@6d3f37ae1b65:/myvolumex# ls
test
root@6d3f37ae1b65:/myvolumex# cd test/
root@6d3f37ae1b65:/myvolumex/test# ls
file1.txt 

2. bind-mounts

对于volume来说，其优点在于方便管理。而对于绑定挂载（bind-mounts）来说，通过将主机上的目录绑定到容器中，容器就可以操作和修改主机上该目录的内容。这既是其优点也是其缺点。

 

举例：例如把本地主机上的一个目录挂在到容器当中，可以使用如下的操作：　　

[root@TBEARZ206458 ~]# cd /home/
[root@TBEARZ206458 home]# mkdir test
[root@TBEARZ206458 home]# ls
lic  test
[root@TBEARZ206458 home]# docker run -v /home/test:/home/mytest:z -p 8085:80 -d centosdotent:1.0.0
37c6ce742548956a8619b42a2da56b9342b49be634761ce6e369abf96452b03e 

和上面一样，只要把 -v 后面的 HOST-DIR 的换成本地刚刚创建好的目录（/home/test）就行

如果绑定挂载时指定的容器目录是非空的，则该目录中的内容将会被覆盖。并且如果主机上的目录不存在，会自动创建该目录。

注意：对于挂载文件（一定是文件！）来说，可能会出现一些特殊情况，涉及到绑定挂载和使用卷的区别。

①首先在/home/test 下创建一个文件　　

[root@TBEARZ206458 home]# cd test/
[root@TBEARZ206458 test]# ls
[root@TBEARZ206458 test]# touch filehello.txt 

②创建一个容器，并将该文件挂载到容器内

docker run -v /home/test/filehello.txt:/home/mytest/filehello.txt:z -p 8086:80 -d centosdotent:1.0.0
检查一下
[root@TBEARZ206458 test]# docker exec -it loving_einstein /bin/bash
root@5175c06e34de:/home/DotnetWebDemo# cd /home/mytest/              
root@5175c06e34de:/home/mytest# ls
filehello.txt 

③退出容器，现在在外层通过 echo 写入内容到 filehello.txt当中

[root@TBEARZ206458 test]# echo "hello world" > filehello.txt 
[root@TBEARZ206458 test]# cat filehello.txt 
hello world 

④ 进入docker内部查看一下，发现也存在了刚刚输入的文字，顺便看下文件的inode（1315091 ）　　

[root@TBEARZ206458 test]# docker exec -it loving_einstein /bin/bash  
root@5175c06e34de:/home/DotnetWebDemo# cd /home/mytest/
root@5175c06e34de:/home/mytest# cat filehello.txt 
hello world
root@5175c06e34de:/home/mytest# stat filehello.txt               
  File: filehello.txt
  Size: 12        	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d	Inode: 1315091     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-03-09 08:52:00.112634707 +0000
Modify: 2020-03-09 08:51:52.612701048 +0000
Change: 2020-03-09 08:51:52.612701048 +0000
 Birth: - 

⑤现在退出容器，查看下外部的文件的indoe，使用Vim编辑文件，修改文件，发现inode 从 1315091  -> 1315097　　

[root@TBEARZ206458 test]# stat filehello.txt 
  File: ‘filehello.txt’
  Size: 12        	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d	Inode: 1315091     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-03-09 16:52:00.112634707 +0800
Modify: 2020-03-09 16:51:52.612701048 +0800
Change: 2020-03-09 16:51:52.612701048 +0800
 Birth: -
[root@TBEARZ206458 test]# vim filehello.txt 
[root@TBEARZ206458 test]# cat filehello.txt 
hello world
lalala
hehehe
[root@TBEARZ206458 test]# stat filehello.txt 
  File: ‘filehello.txt’
  Size: 26        	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d	Inode: 1315097     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-03-09 16:56:02.736480509 +0800
Modify: 2020-03-09 16:55:56.144539240 +0800
Change: 2020-03-09 16:55:56.156539134 +0800
 Birth: - 

⑥再次进入容器，查看一下该文件, 发现容器内的文件 inode和内容全都不变。

[root@TBEARZ206458 test]# docker exec -it loving_einstein /bin/bash
root@5175c06e34de:/home/DotnetWebDemo# cd /home/mytest/
root@5175c06e34de:/home/mytest# stat  filehello.txt 
  File: filehello.txt
  Size: 12        	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d	Inode: 1315091     Links: 0
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-03-09 08:52:00.112634707 +0000
Modify: 2020-03-09 08:51:52.612701048 +0000
Change: 2020-03-09 08:55:56.156539134 +0000
 Birth: -
root@5175c06e34de:/home/mytest# cat filehello.txt 
hello world

Vim是采用先备份，后修改替换的方式修改文件，所以每次Vim操作完之后文件的inode会变化。如果修改的文件正好是挂载在容器里面的文件，那么容器内的文件还是旧文件。

对于数据卷来说，由 docker 完全管理，而绑定挂载，则需要我们自己去维护。我们需要自己手动去处理这些问题，这些问题并不仅仅是上面演示的内容，还可能有用户权限，SELINUX 等问题。　

3. tmpfs 

tmpfs 只存储在主机的内存中。当容器停止时，相应的数据就会被移除。不举例了。　

　　

三、数据卷容器

如果容器之间需要共享一些持续更新的数据，最简单的方式就是使用用户数据卷容器。

其他容器通过挂载这个容器实现数据共享，这个挂载数据卷的容器就叫做数据卷容器。

数据卷容器就是一种普通容器，它专门提供数据卷供其它容器挂载使用。

 

I.使用数据卷容器

①创建数据卷容器，并在卷文件夹下创建一个文件　　

[root@TBEARZ206458 ~]# docker container run -it -v vdata:/sharedata --name IamVolumeContainer centos /bin/bash
[root@TBEARZ206458 ~]# docker exec -it IamVolumeContainer /bin/bash
[root@efdbc9a25138 /]# cd sharedata/
[root@efdbc9a25138 sharedata]# echo "I'm a VolumeContainer" > file.txt   //写入文件
[root@efdbc9a25138 sharedata]# ls
file.txt
[root@efdbc9a25138 sharedata]# cat file.txt 
I'm a VolumeContainer 

②创建新的容器，使用刚刚创建的数据卷容器，需要使用的run参数是  --volumes-from 继承数据卷容器 IamVolumeContainer 挂载的数据卷　　

[root@TBEARZ206458 ~]# docker run -it --volumes-from IamVolumeContainer --name shareContainer  centos /bin/bash
[root@d087086ada1a /]# cd sharedata/
[root@d087086ada1a sharedata]# ls
file.txt
[root@d087086ada1a sharedata]# echo "I'm sharecontainer1" > file2.txt 
[root@d087086ada1a sharedata]# ls
file.txt  file2.txt 

③和上面一样创建新容器，查看是否有上两次创建的文件

[root@TBEARZ206458 ~]# docker run -it --volumes-from IamVolumeContainer --name shareContainer2  centos /bin/bash   
[root@d26d32b26060 /]# cd sharedata/
[root@d26d32b26060 sharedata]# ls
file.txt  file2.txt
[root@d26d32b26060 sharedata]# cat file2.txt 
I'm sharecontainer1
[root@d26d32b26060 sharedata]# echo "I'm sharecontainer2" > file3.txt
[root@d26d32b26060 sharedata]# ls
file.txt  file2.txt  file3.txt 

④再回到原来的数据卷容器，可以发现文件被共享了

[root@TBEARZ206458 ~]# docker exec -it IamVolumeContainer /bin/bash   
[root@efdbc9a25138 /]# cd /sharedata/
[root@efdbc9a25138 sharedata]# ls
file.txt  file2.txt  file3.txt 

II.数据备份和还原

①使用备份容器，备份数据

[root@TBEARZ206458 ~]# docker container run 
--volumes-from IamVolumeContainer 
-v /home/share/backup:/backup  
centos 
tar cvf /backup/backup.tar /sharedata/
以下是执行
tar: Removing leading `/' from member names
/sharedata/
/sharedata/file2.txt
/sharedata/file3.txt
[root@TBEARZ206458 ~]# 

命令解析

--volumes-from IamVolumeContainer   代表继承自IamVolumeContainer这个容器的卷启动新容器

-v /home/share/backup:/backup  代表把 /home/share/backup 挂载到容器的 /backup  目录

centos 镜像名称

tar cvf /backup/backup.tar /sharedata/  代表把 /sharedata/ 的内容全部压缩打包到 /backup/backup.tar文件　

 执行之后可以看到，本地主机已经有了对应的tar文件

 

[root@TBEARZ206458 ~]# cd /home/share/backup/
[root@TBEARZ206458 backup]# ls
backup.tar
[root@TBEARZ206458 backup]#  

②使用恢复容器恢复数据

例如创建这样一个文件

[root@TBEARZ206458 recover]# pwd /home/share/recover 
[root@TBEARZ206458 recover]# ls recover.tar

创建一个恢复容器　

[root@TBEARZ206458 recover]# docker container run 
--volumes-from IamVolumeContainer 
-v /home/share/recover:/recover 
centos 
tar xvf /recover/recover.tar 
以下是执行
recover/
recover/readme.txt