Docker容器学习梳理--Volume数据卷使用

之前部署了Docker容器学习梳理--基础环境安装,接下来看看Docker Volume的使用。

Docker volume使用

Docker中的数据可以存储在类似于虚拟机磁盘的介质中,在Docker中称为数据卷(Data Volume)。数据卷可以用来存储Docker应用的数据,也可以用来在Docker容器间进行数据共享。
数据卷呈现给Docker容器的形式就是一个目录,支持多个容器间共享,修改也不会影响镜像。使用Docker的数据卷,类似在系统中使用 mount 挂载一个文件系统。
1)一个数据卷是一个特别指定的目录,该目录利用容器的UFS文件系统可以为容器提供一些稳定的特性或者数据共享。数据卷可以在多个容器之间共享。
2)创建数据卷,只要在docker run命令后面跟上-v参数即可创建一个数据卷,当然也可以跟多个-v参数来创建多个数据卷,当创建好带有数据卷的容器后,
   就可以在其他容器中通过--volumes-froms参数来挂载该数据卷了,而不管该容器是否运行。也可以在Dockerfile中通过VOLUME指令来增加一个或者多个数据卷。
3)如果有一些数据想在多个容器间共享,或者想在一些临时性的容器中使用该数据,那么最好的方案就是你创建一个数据卷容器,然后从该临时性的容器中挂载该数据卷容器的数据。
   这样,即使删除了刚开始的第一个数据卷容器或者中间层的数据卷容器,只要有其他容器使用数据卷,数据卷都不会被删除的。
4)不能使用docker export、save、cp等命令来备份数据卷的内容,因为数据卷是存在于镜像之外的。备份的方法可以是创建一个新容器,挂载数据卷容器,同时挂载一个本地目录,
   然后把远程数据卷容器的数据卷通过备份命令备份到映射的本地目录里面。如下:
   # docker run -rm --volumes-from DATA -v $(pwd):/backup busybox tar cvf /backup/backup.tar /data
5)也可以把一个本地主机的目录当做数据卷挂载在容器上,同样是在docker run后面跟-v参数,不过-v后面跟的不再是单独的目录了,它是[host-dir]:[container-dir]:[rw|ro]这样格式的,
   host-dir是一个绝对路径的地址,如果host-dir不存在,则docker会创建一个新的数据卷,如果host-dir存在,但是指向的是一个不存在的目录,则docker也会创建该目录,然后使用该目录做数据源。
   
Docker Volume数据卷可以实现:
1)绕过“拷贝写”系统,以达到本地磁盘IO的性能,(比如运行一个容器,在容器中对数据卷修改内容,会直接改变宿主机上的数据卷中的内容,所以是本地磁盘IO的性能,而不是先在容器中写一份,最后还要将容器中的修改的内容拷贝出来进行同步。)
2)绕过“拷贝写”系统,有些文件不需要在docker commit打包进镜像文件。
3)数据卷可以在容器间共享和重用数据
4)数据卷可以在宿主和容器间共享数据
5)数据卷数据改变是直接修改的
6)数据卷是持续性的,直到没有容器使用它们。即便是初始的数据卷容器或中间层的数据卷容器删除了,只要还有其他的容器使用数据卷,那么里面的数据都不会丢失。
 
Docker数据持久化:
容器在运行期间产生的数据是不会写在镜像里面的,重新用此镜像启动新的容器就会初始化镜像,会加一个全新的读写入层来保存数据。
如果想做到数据持久化,Docker提供数据卷(Data volume)或者数据容器卷来解决问题,另外还可以通过commit提交一个新的镜像来保存产生的数据。

一、创建一个数据卷

如下为容器添加一个数据卷,并将容器名改为data。这个数据卷在容器里的目录是/opt/data
[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
docker.io/ubuntu    latest              0ef2e08ed3fa        2 weeks ago         130 MB

[root@localhost ~]# docker run --name data -v /opt/data -t -i docker.io/ubuntu /bin/bash
root@2b9aebcf6ce8:/# cd /opt/data/
root@2b9aebcf6ce8:/opt/data# ls
root@2b9aebcf6ce8:/opt/data# echo "123" > 123
root@2b9aebcf6ce8:/opt/data# echo "123123" > 123123
root@2b9aebcf6ce8:/opt/data# ls
123  123123

[root@localhost volumes]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND               CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
2b9aebcf6ce8        docker.io/ubuntu    "/bin/bash"           49 seconds ago      Up 48 seconds                                 data

在宿主机上,查看对应上面的那个数据卷的目录路径:
[root@localhost ~]# docker inspect data|grep /var/lib/docker/volumes
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/89d6562b9c1fe10dd21707cb697a5d481b3c1b000a69b762f540fa826a16972a/_data",
[root@localhost ~]# ls /var/lib/docker/volumes/89d6562b9c1fe10dd21707cb697a5d481b3c1b000a69b762f540fa826a16972a/_data
123  123123
[root@localhost ~]# echo "asdhfjashdfjk" >> /var/lib/docker/volumes/89d6562b9c1fe10dd21707cb697a5d481b3c1b000a69b762f540fa826a16972a/_data/123
[root@localhost ~]# 

root@2b9aebcf6ce8:/opt/data# ls
123  123123
root@2b9aebcf6ce8:/opt/data# cat 123
123
asdhfjashdfjk

二、挂载宿主机文件或目录到容器数据卷

可以直接挂载宿主机文件或目录到容器里,可以理解为目录映射,这样就可以让所有的容器共享宿主机数据,从而只需要改变宿主机的数据源就能够影响到所有的容器数据。

注意:
-v后面的映射关系是"宿主机文件/目录:容器里对应的文件/目录",其中,宿主机上的文件/目录是要提前存在的,容器里对应的文件/目录会自动创建。

数据卷权限:
挂载的数据默认为可读写权限。
但也可以根据自己的需求,将容器里挂载共享的数据设置为只读,这样数据修改就只能在宿主机上操作。如下实例:

1)挂载宿主机文件到容器上
[root@localhost ~]# cat /etc/web.list
192.168.1.100
192.168.1.101
192.168.1.103
[root@localhost ~]# docker run -t -i --name test -v /etc/web.list:/etc/web.list:ro docker.io/centos /bin/bash
[root@e21a3fefa3ae /]# cat /etc/web.list
192.168.1.100
192.168.1.101
192.168.1.103
[root@e21a3fefa3ae /]# echo "192.168.1.115" >> /etc/web.list
bash: /etc/web.list: Read-only file system
[root@e21a3fefa3ae /]#
 
在宿主机上修改共享数据
[root@localhost ~]# echo "192.168.1.115" >> /etc/web.list
[root@localhost ~]#
 
[root@e21a3fefa3ae /]# cat /etc/web.list
192.168.1.100
192.168.1.101
192.168.1.103
192.168.1.115

2)挂载宿主机目录到容器上
[root@localhost ~]# mkdir /var/huanqiupc
[root@localhost ~]# echo "test" > /var/huanqiupc/test
[root@localhost ~]# echo "test1" > /var/huanqiupc/test1
[root@localhost ~]# docker run -t -i --name hqsb -v /var/huanqiupc:/opt/huantime docker.io/centos /bin/bash
[root@87cf93ce46a9 /]# cd /opt/huantime/
[root@87cf93ce46a9 huantime]# ls
test  test1
[root@87cf93ce46a9 huantime]# cat test
test
[root@87cf93ce46a9 huantime]# cat test1
test1
[root@87cf93ce46a9 huantime]# echo "1231" >>test
[root@87cf93ce46a9 huantime]# echo "44444" >>test1

宿主机上查看
[root@localhost ~]# cat /var/huanqiupc/test
test
1231
[root@localhost ~]# cat /var/huanqiupc/test1
test1
44444

3)挂载多个目录
[root@localhost ~]# mkdir /opt/data1 /opt/data2
[root@localhost ~]# echo "123456" > /opt/data1/test1
[root@localhost ~]# echo "abcdef" > /opt/data2/test2
[root@localhost ~]# docker run --name data -v /opt/data1:/var/www/data1 -v /opt/data2:/var/www/data2:ro -t -i docker.io/ubuntu /bin/bash
root@cf2d57b9bee1:/# ls /var/www/data1
test1
root@cf2d57b9bee1:/# ls /var/www/data2
test2
root@cf2d57b9bee1:/# cat /var/www/data1/test1 
123456
root@cf2d57b9bee1:/# cat /var/www/data2/test2 
abcdef
root@cf2d57b9bee1:/# echo "date1" >> /var/www/data1/test1 
root@cf2d57b9bee1:/# echo "date2" >> /var/www/data2/test2 
bash: /var/www/data2/test2: Read-only file system
root@cf2d57b9bee1:/# 

三、创建数据卷容器 启动一个名为xqsj_Container容器,此容器包含两个数据卷/var/volume1和/var/volume2(这两个数据卷目录是在容器里的,容器创建的时候会自动生成这两目录)

注意一个细节:
下面的创建命令中,没有加-t和-i参数,所以这个容器创建好之后是登陆不了的!
-i:表示以“交互模式”运行容器
-t:表示容器启动后会进入其命令行
[root@linux-node2 ~]# docker run -v /var/volume1 -v /var/volume2 --name xqsj_Container centos /bin/bash
[root@linux-node2 ~]#

所以要想创建容器后能正常登陆,就需要添加上面两个参数
[root@localhost ~]# docker run -t -i -v /var/volume1 -v /var/volume2 --name xqsj_Container centos /bin/bash
[root@73a34f3c1cd9 /]# 

查看宿主机上与数据卷对应的目录路径:

[root@localhost ~]# docker inspect xqsj_Container|grep /var/lib/docker/volumes
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/b8d2e5bcadf2550abd36ff5aa544c721a45464a4406fb50979815de773086627/_data",
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/a34fa3a0a7a2f126b0d30a32b1034f20917ca7bd0dda346014d768b5ebb68f6b/_data",
由上面命令结果可以查到,两个数据卷/var/volume1和/var/volume2下的数据在/var/lib/docker/volumes/下对于的两个目录的_data下面

创建App_Container容器,挂载xqsj_Container容器中的数据卷 [root@linux-node2 ~]# docker run -t -i --rm --volumes-from xqsj_Container --name App_Container centos /bin/bash [root@b9891bcdfed0 /]# ls /var/volume1                           //发现这两个数据卷都存在 [root@b9891bcdfed0 /]# ls /var/volume2 [root@b9891bcdfed0 /]# echo "this is volume1" > /var/volume1/test1 [root@b9891bcdfed0 /]# echo "this is volume2" > /var/volume1/test2

可以再创建一个容器,挂载App_Container中从xqsj_Container挂载的数据卷。当然也可以直接挂载初始的xqsj_Container容器数据卷 [root@linux-node2 ~]# docker run -t -i --rm --volumes-from App_Container --name LastApp_Container centos /bin/bash [root@b4c27e360614 /]# ls /var/volume1 test1 [root@b4c27e360614 /]# ls /var/volume2 test2 [root@b4c27e360614 /]# cat /var/volume1/test1 this is volume1 [root@b4c27e360614 /]# cat /var/volume2/test2 this is volume2

即便是删除了初始的数据卷容器xqsj_Container,或是删除了其它容器,但只要是有容器在使用该数据卷,那么它里面的数据就不会丢失!(除非是没有容器在使用它们)

四、备份数据卷

$ sudo docker run --rm --volumes-from test -v $(pwd):/backup ubuntu:14.04 tar cvf /backup/test.tar /test
tar: Removing leading `/' from member names
/test/
/test/b
/test/d
/test/c
/test/a
 
以上命令表示:
启动一个新的容器并且从test容器中挂载卷,然后挂载当前目录到容器中为backup,并备份test卷中所有的数据为test.tar,执行完成之后删除容器--rm,此时备份就在当前的目录下,名为test.tar。
注意:后面的/test是数据卷的目录路径(即数据卷创建时在容器里的路径)
 
$ ls
宿主机当前目录下产生了test卷的备份文件test.tar
 
---------------------------------------------看看下面的一个实例---------------------------------------------
先创建一个容器wang,包含两个数据卷/var/volume1和/var/volume2(这两个目录是在容器里的数据卷路径)
[root@localhost ~]# docker run -t -i -v /var/volume1 -v /var/volume2 --name wang docker.io/centos /bin/bash
[root@83eb43492ae7 /]#
 
根据Docker的数据持久化之数据卷容器可知,上面创建的wang数据卷容器挂载了/var/volume1和/var/volume2两个目录
然后在数据卷里写些数据,以供测试。
[root@83eb43492ae7 /]# cd /var/volume1
[root@83eb43492ae7 volume1]# echo "test1" > test1
[root@83eb43492ae7 volume1]# echo "test11" > test11
[root@83eb43492ae7 volume1]# echo "test111" > test111
[root@83eb43492ae7 volume1]# ls
test1  test11  test111
[root@83eb43492ae7 volume1]# cd ../volume2
[root@83eb43492ae7 volume2]# echo "test2" > test2
[root@83eb43492ae7 volume2]# echo "test22" > test22
[root@83eb43492ae7 volume2]# echo "test222" > test222
[root@83eb43492ae7 volume2]# ls
test2  test22  test222
[root@83eb43492ae7 volume2]#
 
然后进行这两个数据卷的备份
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND               CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
83eb43492ae7        docker.io/centos    "/bin/bash"           2 minutes ago       Up 2 minutes                                  wang
 
 
现在开始进行数据卷的备份操作:
为了利用数据卷容器备份,使用--volumes-from标记来创建一个加载wang容器卷的容器,并从主机挂载当前目录到容器的/backup目录。并备份wang卷中的数据,执行完成之后删除容器--rm,此时备份就在当前的目录下了。
 
1)备份wang容器中的/var/volume1数据卷数据(注意下面:命令中的-i和-t这两个参数加不加都可以;--rm加上,备份后就会自动删除这个容器,如果不加这个--rm参数,那么备份后的容器就会保留,docker ps -a就会查看到)
[root@localhost ~]# docker run -i -t --rm --volumes-from wang -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar cvf /backup/backup1.tar /var/volume1
tar: Removing leading `/' from member names
/var/volume1/
/var/volume1/test1
/var/volume1/test11
/var/volume1/test111
 
2)备份wang容器中的/var/volume2数据卷数据
[root@localhost ~]# docker run -i -t --rm --volumes-from wang -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar cvf /backup/backup2.tar /var/volume2
tar: Removing leading `/' from member names
/var/volume2/
/var/volume2/test2
/var/volume2/test22
/var/volume2/test222
 
3)备份wang容器中的/var/volume1和/var/volume2数据卷数据
[root@localhost ~]# docker run -i -t --rm --volumes-from wang -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar cvf /backup/backup.tar /var/volume1 /var/volume2
tar: Removing leading `/' from member names
/var/volume1/
/var/volume1/test1
/var/volume1/test11
/var/volume1/test111
/var/volume2/
/var/volume2/test2
/var/volume2/test22
/var/volume2/test222
[root@localhost ~]# ls
anaconda-ks.cfg  a.py  backup1.tar  backup2.tar  backup.tar  mkimage-yum.sh  pipework  var  wang.tar
 
这样,数据卷容器中的数据就备份完成了. 简言之就是:
先创建一个容器,并挂载要备份的容器数据卷,再挂载数据卷(pwd):/backup目录到容器/bakcup,在容器中执行备份/data目录到/backup,也就是备份到宿主机$(pwd):/backup目录。

五、恢复或迁移数据卷

可以恢复给同一个容器或者另外的容器,新建容器并解压备份文件到新的容器数据卷
$ sudo docker run -t -i -d -v /test --name test4 ubuntu:14.04  /bin/bash
$ sudo docker run --rm --volumes-from test4 -v $(pwd):/backup ubuntu:14.04 tar xvf /backup/test.tar -C /
恢复之前的文件到新建卷中,执行完后自动删除容器 test/ test/b test/d test/c test/a
 
-----------------------------接着上面的实例进行数据卷恢复操作--------------------------
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND               CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
531c9d8adf4c        docker.io/centos    "/bin/bash"           2 minutes ago       Up 44 seconds                                 wang
 
1)恢复数据给同一个容器
测了测试效果,先删除数据卷(注意:数据卷目录删除不了,只能删除其中的数据。)
[root@localhost ~]# docker attach wang
[root@531c9d8adf4c ~]# ls /var/volume1
test1  test11  test111
[root@531c9d8adf4c ~]# ls /var/volume2
test2  test22  test222
[root@531c9d8adf4c ~]# rm -rf /var/volume1 /var/volume2
rm: cannot remove '/var/volume1': Device or resource busy  
rm: cannot remove '/var/volume2': Device or resource busy
[root@531c9d8adf4c ~]# ls /var/volume2
[root@531c9d8adf4c ~]# ls /var/volume1
 
现在进行数据卷恢复,恢复数据卷中的所有数据:
[root@localhost ~]# ls
anaconda-ks.cfg  a.py  backup1.tar  backup2.tar  backup.tar  mkimage-yum.sh  pipework  var  wang.tar
 
注意-C后面的路径,这个路径表示将数据恢复到容器里的路径。
命令中用"/",即表示将backup.tar中的数据解压到容器的/路径下。后面跟什么路径,就解压到这个路径下。因此这里用"/"
[root@localhost ~]# docker run --rm --volumes-from wang -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar xvf /backup/backup.tar -C /
var/volume1/
var/volume1/test1
var/volume1/test11
var/volume1/test111
var/volume2/
var/volume2/test2
var/volume2/test22
var/volume2/test222
 
再次到容器里查看,发现数据卷里的数据已经恢复了
[root@531c9d8adf4c ~]# ls /var/volume1
test1  test11  test111
[root@531c9d8adf4c ~]# ls /var/volume2
test2  test22  test222
 
2)恢复数据给另外的容器,新建容器并解压备份文件到新的容器数据卷
即新建一个容器huihui,将上面备份的数据卷数据恢复到这个新容器里。
[root@localhost ~]# docker run -t -i -v /var/volume1 -v /var/volume2 --name huihui docker.io/centos /bin/bash
[root@f6ff380e0b7f var]# ls /var/volume1
[root@f6ff380e0b7f var]# ls /var/volume2
 
[root@localhost ~]# ls
anaconda-ks.cfg  a.py  backup1.tar  backup2.tar  backup.tar  mkimage-yum.sh  pipework  var  wang.tar
 
[root@localhost ~]# docker run --rm --volumes-from huihui -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar xvf /backup/backup.tar -C /
var/volume1/
var/volume1/test1
var/volume1/test11
var/volume1/test111
var/volume2/
var/volume2/test2
var/volume2/test22
var/volume2/test222
 
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND               CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
813afe297b60        docker.io/centos    "/bin/bash"           17 seconds ago      Up 16 seconds                                 huihui
 
 
这里注意一下:
新容器创建时挂载的数据卷路径最好是和之前备份的数据卷路径一致
如下:
1)新建容器挂载的数据卷只是备份数据卷的一部分,那么恢复的时候也只是恢复一部分数据。如下,新容器创建时只挂载/var/volume1
[root@localhost ~]# docker run -t -i -v /var/volume1 --name huihui docker.io/centos /bin/bash
[root@12dd8d742259 /]# ls /var/volume1/
[root@12dd8d742259 /]# ls /var/volume2
ls: cannot access /var/volume2: No such file or directory
 
[root@localhost ~]# docker run --rm --volumes-from huihui -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar xvf /backup/backup.tar -C /
var/volume1/
var/volume1/test1
var/volume1/test11
var/volume1/test111
var/volume2/
var/volume2/test2
var/volume2/test22
var/volume2/test222
[root@localhost ~]#
 
查看容器,发现只恢复了/var/volume1的数据,/var/volume2数据没有恢复,因为没有容器创建时没有挂载这个。
[root@localhost ~]# docker run -t -i -v /var/volume1 --name huihui docker.io/centos /bin/bash
[root@12dd8d742259 /]# ls /var/volume1/
[root@12dd8d742259 /]# ls /var/volume2
ls: cannot access /var/volume2: No such file or directory
 
2)新容器创建时只挂载/var/volume2
[root@localhost ~]# docker run -t -i -v /var/volume2 --name huihui docker.io/centos /bin/bash
[root@da3a3d2c95e0 /]# ls /var/volume2/
[root@da3a3d2c95e0 /]# ls /var/volume1
ls: cannot access /var/volume1: No such file or directory
 
[root@localhost ~]# docker run --rm --volumes-from huihui -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar xvf /backup/backup.tar -C /
var/volume1/
var/volume1/test1
var/volume1/test11
var/volume1/test111
var/volume2/
var/volume2/test2
var/volume2/test22
var/volume2/test222
[root@localhost ~]#
 
[root@da3a3d2c95e0 /]# ls /var/volume1
ls: cannot access /var/volume1: No such file or directory
[root@da3a3d2c95e0 /]# ls /var/volume2/
test2  test22  test222
 
3)如果新容器创建时挂载的数据卷目录跟之前备份的路径不一致
[root@localhost ~]# docker run -t -i -v /var/huihui --name huihui docker.io/centos /bin/bash
[root@9bad9b3bde71 /]# ls /var/huihui/
[root@9bad9b3bde71 /]#
 
如果解压时-C后面跟的路径不是容器挂载的容器,那么数据恢复不了,如下
[root@localhost ~]# docker run --rm --volumes-from huihui -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar xvf /backup/backup.tar -C /
var/volume1/
var/volume1/test1
var/volume1/test11
var/volume1/test111
var/volume2/
var/volume2/test2
var/volume2/test22
var/volume2/test222
 
发现容器内数据没有恢复
[root@9bad9b3bde71 /]# ls /var/huihui/
[root@9bad9b3bde71 /]#
 
但是如果解压时-C后面跟的是容器挂载的路径,数据就能正常恢复
[root@localhost ~]# docker run --rm --volumes-from huihui -v $(pwd):/backup docker.io/centos tar xvf /backup/backup.tar -C /var/huihui
var/volume1/
var/volume1/test1
var/volume1/test11
var/volume1/test111
var/volume2/
var/volume2/test2
var/volume2/test22
var/volume2/test222
[root@localhost ~]#
 
发现容器内数据已经恢复了
[root@9bad9b3bde71 /]# ls /var/huihui/
var
[root@9bad9b3bde71 /]# ls /var/huihui/var/
volume1  volume2
[root@9bad9b3bde71 /]# ls /var/huihui/var/volume1
test1  test11  test111
[root@9bad9b3bde71 /]# ls /var/huihui/var/volume2
test2  test22  test222

六、删除数据卷

Volume 只有在下列情况下才能被删除:
1)docker rm -v删除容器时添加了-v选项
2)docker run --rm运行容器时添加了--rm选项
否则,会在/var/lib/docker/volumes目录中遗留很多不明目录。
 
可以使用下面方式找出,然后删除_data目录下的数据文件
[root@localhost volumes]# docker inspect huihui|grep /var/lib/docker/volumes
                "Source": "/var/lib/docker/volumes/97aa95420e66de20abbe618fad8d0c1da31c54ce97e32a3892fa921c7942d42b/_data",

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