Docker镜像指南：从核心命令到离线迁移实战

Docker镜像是什么？

  Docker镜像本质是一个只读文件。它包含了创建Docker容器所需的全部文件和配置信息，除应用程序本身（例如一个编译好的Jar包），还包含了应用程序运行所需的所有依赖项（如操作系统、运行时环境、系统工具、库文件等）。

核心特性与详细解释

分层结构

• 镜像是由一系列只读层（Layers） 堆叠而成的。
• 每一层代表镜像Dockerfile中的一条指令（例如：RUN apt-get update, COPY . /app）。
• 这种结构带来了巨大的好处：
  • 共享和复用：如果两个镜像基于同一个基础层（如Ubuntu），那么它们可以共享这一层，节省磁盘空间和下载时间。
  • 高效构建：当你修改Dockerfile并重新构建镜像时，Docker只会重新构建那些发生改变的层及其之后的层，大大加快了构建速度。

只读性（Read-Only）

• 镜像本身是只读的。当你从一个镜像启动一个容器时，Docker会在镜像的所有层之上添加一个可写的容器层（Container Layer）。
• 所有对运行中容器的修改（如创建新文件、修改文件、安装软件）都发生在这个可写层上。这使得容器可以随意更改，而不会影响到底层的基础镜像。
• 当某个容器需要修改这个共享层里的文件时，写时复制机制会触发，为该容器单独复制一份文件到其可写层进行修改，而其他容器仍然读取原始文件。

内容可寻址（Content-Addressable）

• 每个镜像都有一个唯一的标识符，称为镜像ID（一个SHA256哈希值）。这个ID是根据镜像每一层的内容计算出来的。
• 这意味着只要镜像的内容完全相同，它们的ID就一定会相同。这保证了镜像的唯一性和完整性。

基于联合文件系统（Union File Systems）

• 分层和只读的特性是通过联合文件系统（如Overlay2、AUFS） 来实现的。这种文件系统能够将多个不同的目录（层）透明地叠加在一起，形成一个统一的视图，呈现给容器。

为什么要使用镜像？

  最核心的理由是：镜像提供了一种标准化的、轻量级的、不可变的交付物，它保证了应用在任何环境中都能以完全一致的方式运行，从而实现了“构建一次，随处运行”。

下面我们从几个关键角度来详细拆解为什么要使用镜像：

1. 解决环境一致性难题（“在我这儿是好的！”） 这是使用镜像最首要、最直接的原因。

传统痛点：

• 开发环境：代码跑通了。
• 测试环境：测试说有问题，依赖的库版本不对。
• 生产环境：运维部署失败，系统配置有差异。

这就是经典的“ works on my machine ”问题。

镜像的解决方案：

• 镜像将应用代码、运行时环境、系统工具、系统库、配置全部打包在一起，形成一个完整的、独立的软件包。
• 这个包在开发、测试、生产任何环节都完全一致。
• 结果：只要在开发机能运行成功，那么在任何装有Docker的机器上（测试、预生产、生产），它都能以完全相同的方式运行，彻底消除了环境差异带来的问题。

1. 实现极致的标准化和交付简化

镜像成为一种通用的、标准的软件交付物。

• 传统方式：交付物可能是一份代码、一个War/Jar包，再加上一长串的、复杂的、可能还不全的“环境配置说明文档”。
• 镜像方式：交付物就是一个镜像文件（或一个镜像名称和标签）。部署命令简单到极致：docker run our-app:latest。

这个命令包含了下载、解压、配置、运行所有步骤。它极大地简化了部署流程，降低了运维成本和对运维人员技能的要求。

镜像相关的命令

关于login，pull，push等命令的解析请参考：Docker核心概念与镜像仓库操作指南

docker rmi

功能：删除镜像。 语法：

docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]  

别名：docker image rm，docker image remove 关键参数：

• -f：强制删除；
• --no-prune：不移除该镜像的过程镜像，默认移除。

示例：

1. 准备镜像：
   • docker pull busybox:1.36.0
   • docker pull busybox:1.35.0
2. 查看镜像：docker images busybox
3. 删除镜像
   • 方法一：通过ID删除
   • 方法二：通过tag删除

在这里插入图片描述

注意：被引用的镜像无法被删除，需要先关闭相应的容器。

示例：

1. 重新拉取镜像：docker pull busybox:1.36.0 busybox:1.36.0
2. 启动容器：docker run -it --name mybox busybox:1.36.0 sh
3. 删除镜像：docker rmi busybox:1.36.0
4. 删除容器：docker rm mybox
5. 再次删除镜像：docker rmi busybox:1.36.0
6. 查看镜像信息：docker images busybox

在这里插入图片描述

注意：镜像有多个标签时，指定镜像标签所删除的只是标签，镜像并没删除，在使用该镜像的容器在运行，只是不能再用标签管理，只能使用ID docker save 功能：将指定镜像保存成 tar 归档文件。 语法：

docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]  

别名：docker image save 关键参数：

• -o：输出到的文件。

示例：

在这里插入图片描述

docker load 功能：导入使用 docker save 命令导出的镜像。 语法：

docker load [OPTIONS]  

别名：docker image load 关键参数：

• --input, -i：指定导入的文件，代替 STDIN。
• --quiet, -q：精简输出信息。

示例：

1. 删除原有镜像
2. 导入镜像

在这里插入图片描述

docker history 功能：展示的是镜像的构建历史记录 语法：

docker history [OPTIONS] IMAGE

别名：docker image history 关键参数：

• -H, --human：大小和日期采用人容易读的格式展现
• --no-trunc：显示全部信息，不要隔断
• -q, --quiet：只显示镜像 ID 信息

示例：

在这里插入图片描述

docker image prune 功能：删除不使用的镜像。 语法：docker image prune [OPTIONS] 关键参数：

• -a, --all：删除全部不使用的镜像；
• --filter filter：指定过滤条件；
• -f, --force：不提示是否删除。

离线迁移镜像

  离线迁移镜像指的是在没有网络连接或无法直接访问镜像仓库（如Docker Hub、Harbor）的环境下，将Docker镜像从一台机器转移到另一台机器的过程。   它不通过网络拉取（docker pull），而是先将镜像打包成一个离线文件（如.tar归档文件），然后通过物理媒介（如U盘、移动硬盘）或内部文件传输方式，将这个文件复制到目标机器上，最后再加载到目标机器的Docker环境中。   这里使用scp把镜像从一个服务器拷贝到另一个服务器，这个过程的镜像数据流是在两个服务器之间直接通过SSH协议传输的，完全走的是内部的网络通道，与外部互联网隔离。

1. 导出镜像：docker save -o mybox2.0 busybox:1.35.0
2. 拷贝到另一台服务器：scp docker mybox2.0 root@服务器IP:要拷贝到的目录
3. 另一台服务器把镜像导出：docker load -i mybox2.0

非常感谢您能耐心读完这篇文章。倘若您从中有所收获，还望多多支持呀！