Docker 對 container 的使用基本是創建在 LXC 基礎之上，然而 LXC 存在的問題是難以移動，難以經過標準化的模板去製做、重建、複製和移動 container。linux
在以 VM 爲基礎的虛擬化中，有 image 和 snapshot 能夠用於 VM 的複製、重建以及移動的功能。git
想要經過 container 來實現快速的大規模部署和更新，這些功能不可或缺。github
在 Docker 0.7 中引入了 Storage Driver（儲存驅動）, 如今已經支持 AUFS、Btrfs、Device Mapper、OverlayFS、ZFS、VFS。web
1、儲存驅動
https://docs.docker.com/storage/storagedriver/select-storage-driver/docker
1.Union FileSystem
簡稱 Union FS（聯合文件系統），儲存驅動的一種。緩存
一種分層、輕量級而且高性能的文件系統，它支持對文件系統的修改做爲一次提交來一層層的疊加，同時能夠將不一樣目錄掛載到同一個虛擬文件系統下。tomcat
特性：一次同時加載多個文件系統，但從外面看起來，只能看到一個文件系統，聯合加載會把各層文件系統疊加起來，這樣最終的文件系統會包含全部底層的文件和目錄。bash
2.Overlay2
Overlay2 是一種 Union FS，支持爲每個成員目錄（AKA branch）設定 readonly、readwrite 和 whiteout-able 權限。網絡
一般 Union FS 有兩個用途：app
- 不借助 LVM， RAID 將多個 disk 和掛載到一個目錄下。
- 將一個 readonly 的 branch 和一個 writeable 的 branch 聯合在一塊兒，Live CD 正是基於此，能夠容許在 OS image 不變的基礎上容許用戶在其上進行一些寫操做。
Docker 在 Overlay2 上構建的 container image 也正是如此。
OverlayFS 將單個 Linux 主機上的兩個目錄分層，並將它們顯示爲單個目錄。這些目錄稱爲層，統一過程稱爲聯合安裝。
Overlay2 原生支持多達 128 OverlayFS 層。
下圖顯示了 Docker鏡像 和 Docker容器 的分層方式。圖像層是 lowerdir，容器層是 upperdir。統一視圖經過一個被稱爲 merged 容器掛載點的目錄公開。
2、Linux 系統啓動
典型的 Linux 啓動到運行須要兩個FS - bootfs + rootfs (從功能角度而非文件系統角度)
bootfs（boot file system）：
主要包含 bootloader 和 kernel，bootloader 主要是引導加載 kernel，當 kernel 被加載到內存中後，bootfs 就被 umount 了，此時內存的使用權已由 bootfs 轉交給 kernel。
rootfs (root file system) ：
在 bootfs 之上。包含的就是典型 Linux 系統中的 /dev、/proc、/bin、/etc 等標準目錄和文件。
因而可知對於不一樣的 linux 發行版，bootfs 基本是一致的，rootfs 會有差異,，所以不一樣的發行版能夠公用 bootfs。以下圖：
3、Docker image 結構
典型的 Linux 在啓動後，首先將 rootfs 置爲 readonly，進行一系列檢查, 而後將其切換爲 "readwrite" 供用戶使用。
在 Docker 中，起初也是將 rootfs 以 readonly 方式加載並檢查，然而接下來利用 union mount 將一個 readwrite 文件系統掛載在 readonly 的 rootfs 之上，而且容許再次將下層的 file system 設定爲 readonly，而且向上疊加。
這樣一組 readonly 和一個 writeable 的結構構成一個 container 的運行目錄，每個被稱做一個 Layer。以下圖：
得益於 AUFS 的特性，每個對 readonly 層文件或目錄的修改都只會存在於上層的 writeable 層中。
這樣，因爲不存在競爭, 多個 container 能夠共享 readonly 的 layer。
因此 docker 將 readonly 的層稱做 image，對於 container 而言整個 rootfs 都是 read-write 的，但事實上全部的修改都寫入最上層的 writeable 層中。
image 不保存用戶狀態，能夠用於模板、重建和複製。
某個鏡像：
基於該鏡像建立的容器：
上層的 image 依賴下層的 image，所以 docker 中把下層的 image 稱做父 image，沒有父 image 的 image 稱做 base image。
所以想要從一個 image 啓動一個 container，docker 會先加載其父 image 直到 base image，用戶的進程運行在 writeable 的 layer 中。
全部 parent image 中的數據信息以及 ID、網絡和 lxc 管理的資源限制等具體 container 的配置，構成一個 docker 概念上的 container。以下圖：
Docker image 採用分層結構的好處
共享資源，節省存儲空間：有多個鏡像都從相同的 base 鏡像構建而來，那麼宿主機只需在磁盤上保存一份 base 鏡像，同時內存中也只需加載一份 base 鏡像，就能夠爲全部容器服務了。並且鏡像的每一層均可以被共享。
快速部署：若是要部署多個 container，base image 能夠避免屢次拷貝。
內存更省：由於多個 container 共享 base image，以及 OS 的 disk 緩存機制，多個 container 中的進程命中緩存內容的概率大大增長。
升級更方便：相比於 copy-on-write 類型的文件系統，base-image 也是能夠掛載爲可 writeable 的，能夠經過更新 base image 而一次性更新其之上的 container。
容許在不更改 base-image 的同時修改其目錄中的文件，全部寫操做都發生在最上層的 writeable 層中。
4、Docker 鏡像 commit
docker commit 提交容器副本使之成爲一個新的鏡像
# docker commit -m=「提交的描述信息」 -a=「做者」 容器ID 要建立的目標鏡像名:[標籤名] # 下載鏡像 docker pull tomcat # 啓動鏡像 docker run -d -p 8080:8080 tomcat # 查看容器ID docker ps -a # 進入容器 docker exec -it a41c393cfa45 /bin/bash # 刪除 tomcat rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/* # 退出容器 exit # 生成新鏡像 docker commit -m=「沒有webapps的tomcat鏡像」 -a=「jhxxb」 a41c393cfa45 jhxxb/tomcat-del:1.0 # 查看生成的新鏡像 docker images # 運行新鏡像（須要指定版本，默認爲 latest） docker run -d -p 8080:8080 jhxxb/tomcat-del:1.0
能夠看到新鏡像的 webapps 目錄下沒有文件
http://tiewei.github.io/cloud/Docker-Getting-Start/
https://docs.docker.com/storage/storagedriver/overlayfs-driver/#how-the-overlay2-driver-works