【docker概念和实践 5】（1） 容器数据卷

news2024/11/17 14:16:51

一、说明

        本文的主要内容

  • 什么是数据卷
  • 如何生成数据卷
  • 将数据卷挂在容器上
  • 多容器如何共享数据卷
  • 什么是绑定挂载

二、数据卷概念 

2.1 数据长久保存的要求

        在容器运行时，容器内有一个数据存储空间，但是当容器关闭后，这个存储空间内容将被丢失（图1）。因此，数据无法长期保存！那么，数据如何长期保存需要什么策略？

图1 容器内数据存储地

        

        通过在容器建立虚拟文件路径，此路径指向的物理地址是宿主机的文件系统，此时，当容器突然关闭，而所在宿主机上的文件系统依然无恙。这样就起到数据永久性保护的目的。

 2.2 容器数据卷特征

        数据卷是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它将主机操作系统目录直接映射进容器 （也就是数据卷可以把数据可以直接映射到容器中）

        数据卷的特性：
                1.数据卷 可以在容器之间共享和重用
                2.对数据卷的修改会立马生效
                3.对数据卷的更新，不会影响镜像
                4.数据卷 默认会一直存在，即使容器被删除

2.3 实验1：初步体验容器数据卷

【1】 简单地执行下列指令

docker run -it --name ubuntu_data -v /home/datatmp:/datatmp  ubuntu20.04 bash

   注意：

        1）上述指令的-v参数指的是：在宿主机下的目录/home/datatmp和容器的/datatmp目录是映射关系，也就是互相备份数据。

        2）上述宿主机目录 /home/datatmp以及容器目录/datatmp不需要预先建立，如无，run指令会自动建立，非常方便。

【2】 在宿主机建立文件：

        进入宿主机目录cd /home/datatmp ，然后建立一个文件host.txt：

cd /home/datatmp 
tounch host.txt

       进入容器：

   docker exec -it  ubuntu_data bash
   cd datatmp
   ls 

        发现有host.txt的存在.

        反之，在容器的/datatmp上建立文件cont.txt，回到主机的/home/datatmp也能看到cont.txt的存在。

2.4 容器数据卷的种类

第一种，直接挂载

        这种直接用-v实现的挂载上面已经实现。

docker run  -v  /home/mount/data:/var/lib/mysql/data

 第二种  匿名（默认路径）挂载

        这种挂载指明了容器内的路径，而是物理机的地址，是指docker-engine的管辖目录：/var/lib/docker/volumes/random-hash/_data下

 第三种  命名（默认路径）挂载

        这是最常见的容器卷管理。这种挂载是将卷命名后挂载，通过这种命名，可以允许多个容器挂载到一个挂载点上，实现数据共享。

  

2.5 数据卷容器的好处

        卷是持久化 Docker 容器生成和使用的数据的首选机制。虽然绑定挂载取决于主机的目录结构和操作系统，但卷完全由 Docker 管理。与绑定挂载相比，卷有几个优点：

  • 卷比绑定挂载更容易备份或迁移。
  • 您可以使用 Docker CLI 命令或 Docker API 管理卷。
  • 卷适用于 Linux 和 Windows 容器。
  • 卷可以更安全地在多个容器之间共享。
  • 卷驱动程序允许您将卷存储在远程主机或云提供商上，以加密卷的内容或添加其他功能。
  • 新卷的内容可以由容器预先填充。
  • Docker Desktop 上的卷比 Mac 和 Windows 主机上的绑定挂载具有更高的性能。
  • 此外，与在容器的可写层中持久化数据相比，卷通常是更好的选择，因为卷不会增加使用它的容器的大小，并且卷的内容存在于给定容器的生命周期之外。

三、Docker搭建MySQL并挂载数据

3.1 多路径挂载mysql

1、首先安装好 Docker，怎么安装？参看：【Docker概念和实践 2】虚拟机 ubuntu18上安装docker  。

2、下载 MySQL5.7 镜像。

docker pull mysql:5.7

3、创建容器并挂载数据。

docker run -d --restart=always --name mysql \
-v /itwxe/dockerData/mysql/data:/var/lib/mysql \
-v /itwxe/dockerData/mysql/conf:/etc/mysql \
-v /itwxe/dockerData/mysql/log:/var/log/mysql \
-p 3306:3306 \
-e TZ=Asia/Shanghai \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.7 \
--character-set-server=utf8mb4 \
--collation-server=utf8mb4_general_ci

参数说明：

-v /itwxe/dockerData/mysql/data:/var/lib/mysql：将数据文件夹挂载到主机
-v /itwxe/dockerData/mysql/conf:/etc/mysql：将配置文件夹挂在到主机，可以在宿主机放一份自定义 my.cnf文件，那么容器就会按自定义配置启动
-v /itwxe/dockerData/mysql/log:/var/log/mysql：将日志文件夹挂载到主机
-p 3306:3306：将容器的3306端口映射到主机的3306端口
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456：初始化123456用户的密码
--character-set-server=utf8mb4：设置字符集
--collation-server=utf8mb4_general_ci：排序方式

4、进入 MySQL 容器内部。

docker exec -it mysql /bin/bash

5、登录 MySQL。

mysql -uroot -p123456

6、查看字符集是否生效。

show variables like 'character_set_%';

3.2 挂载是否生效

1、上传备份 sql 到宿主机，复制宿主机备份 sql 到容器。

sudo touch  /itwxe/dockerData/sunny.sql

docker cp /itwxe/dockerData/sunny.sql mysql:/

2、进入 mysql 容器内部，导入sql。

docker exec -it mysql /bin/bash

mysql -uroot -p123456

create database sunny;
use sunny;
source /sunny.sql;

3、数据导入成功可以查询后，删除容器，并重新用命令创建容器，查看数据存在。

docker stop mysql && docker rm mysql

        使用上面的命令重新创建容器，查看数据是否正常，可以看到数据正常挂载查询，此处演示的数据正常挂载保存宿主机。

四、通过-mount挂载的数据卷

4.1 多路径挂载mysql

1）删除容器，准备重新生成

        同样是挂载mysql数据库，我们将上面所生成的容器全部删除。

docker rm -f mysql

2）生成三个容器卷名称

docker volume create  mysql_data & 
docker volume create mysql_conf &
docker volume create mysql_log

3) 生成容器

docker run -d --restart=always --name mysql \
 --mount type=volume,source=mysql_data,destination=/var/lib/mysql \
 --mount type=volume,source=mysql_conf,destination=/etc/mysql \
 --mount type=volume,source=mysql_log,destination=/var/log/mysql \
-p 3306:3306 \
-e TZ=Asia/Shanghai \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.7 \
--character-set-server=utf8mb4 \
--collation-server=utf8mb4_general_ci

 docker inspect mysql

 以上说明，在定义容器卷后，同样可以挂载。

 4.2 选择 -v 或 --mount 标志

        -v就是卷的意思，类似的标记有--mount，两者有少许区别。

1）最主要区别：

  •  -mount可以支持创建集群服务的数据卷，而-v不行。

       

  • 通常，--mount 更明确和冗长。最大的区别是 -v 语法将所有选项组合在一个字段中，而 --mount 语法将它们分开。这是每个标志的语法比较。
  • 如果需要指定卷驱动程序选项，则必须使用 --mount。

2）-v（ --volume）的要点

        由三个字段组成，以冒号字符 (:) 分隔。字段的顺序必须正确，每个字段的含义不是很明显。

  • 在命名卷的情况下，第一个字段是卷的名称，并且在给定的主机上是唯一的。对于匿名卷，省略第一个字段。
  • 第二个字段是文件或目录在容器中的挂载路径。
  • 第三个字段是可选的，并且是以逗号分隔的选项列表，例如 ro。这些选项将在下面讨论。

3）--mount要点

        由多个键值对组成，以逗号分隔，每个键值对由一个 <key>=<value> 元组组成。 --mount 语法比 -v 或 --volume 更冗长，但键的顺序并不重要，标志的值更容易理解。

  • 挂载类型，可以是 bind、volume 或 tmpfs。本主题讨论卷，因此类型始终是卷。
  • mount的来源。对于命名卷，这是卷的名称。对于匿名卷，省略此字段。可以指定为 source 或 src。
  • destination 将文件或目录挂载在容器中的路径作为其值。可以指定为目的地、dst 或目标。
  • readonly 选项（如果存在）会使绑定挂载以只读方式挂载到容器中。可以指定为只读或 ro。
  • 可以多次指定的 volume-opt 选项采用由选项名称及其值组成的键值对。
docker service create \
    --mount 'type=volume,src=<VOLUME-NAME>,dst=<CONTAINER-PATH>,volume-driver=local,volume-opt=type=nfs,volume-opt=device=<nfs-server>:<nfs-path>,"volume-opt=o=addr=<nfs-address>,vers=4,soft,timeo=180,bg,tcp,rw"'
    --name myservice \
    <IMAGE>

五、数据卷管理操作

        与绑定挂载不同，您可以在任何容器范围之外创建和管理卷。（这里“绑定挂载”就是run中用-v的语句）。

1.新建数据卷容器

docker volume create my-vol

2 查看卷（当前引擎下）

docker volume ls

3 查看容器内部 

docker volume inspect my-vol
[
    {
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Name": "my-vol",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

 4 删除卷

docker volume rm my-vol

六、后记

        数据规模越大、数据多样性更大，越要使用容器数据卷。尤其在compose、machine 和 swarm三大应用场合下，数据卷应用将更加频繁。

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