Docker Volumes卷详解以及时区、时间同步技巧

岬淢箫声2023-10-23 14:26

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纠正网上的时区和时间同步的错误

有朋友、网友觉得卷很简单，时间同步也很简单，不就是安装个ntp服务嘛？在docker世界里，如此操作大错特错。卷在时区、时间同步上有何妙用呢？下文将详细介绍。

概念

卷是持久保存由 Docker 容器生成和使用的数据类型的首选机制。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。与绑定装载相比，卷有几个优点：

  1. 卷比绑定装载更易于备份或迁移。
  2. 您可以使用 Docker CLI 命令或 Docker API 管理卷。
  3. 卷适用于 Linux 和 Windows 容器。
  4. 卷可以在多个容器之间更安全地共享。
  5. 卷驱动程序允许您在远程主机或云提供商上存储卷，以加密卷的内容或添加其他功能。
  6. 新卷的内容可以由容器预填充。
  7. Docker Desktop 上的卷比来自 Mac 和 Windows 主机的绑定装载具有更高的性能。

此外，卷通常是比将数据持久保存在容器的可写层中更好的选择，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。

如果容器生成非持久性状态数据，请考虑使用 tmpfs 挂载来避免将数据永久存储在任何位置，并通过避免写入容器的可写层来提高容器的性能。

卷使用 rprivate 绑定传播，并且无法为卷配置绑定传播。

比较-v 和 --mount 标志

一般来说， --mount 更明确和冗长。最大的区别是语法将所有选项组合在一个字段中，而 -v --mount 语法将它们分开。下面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 。

  1. -v 和 --volume 由三个字段组成，用冒号字符 （ : ） 分隔 。字段必须按正确的顺序排列，并且每个字段的含义并不明显。
    1. 对于命名卷，第一个字段是卷的名称，在给定主机上是唯一的。对于匿名卷，省略第一个字段。
    2. 第二个字段是文件或目录在容器中装载的路径。
    3. 第三个字段是可选的，是以逗号分隔的选项列表，例如 ro 。下面将讨论这些选项。
  2. --mount ：由多个键值对组成，用逗号分隔，每个键值对由一个 = 元组组成。语法 --mount 比 or --volume 更 -v 详细，但键的顺序并不重要，并且标志的值更容易理解。
    1. type 可以是 bind 、 volume 或 tmpfs 。本主题讨论卷，因此type始终为 volume 。
    2. source 的挂载点。对于命名卷，这是卷的名称。对于匿名卷，将省略此字段。可以指定为 source 或 src 。
    3. 它将 destination 文件或目录在容器中装载的路径作为其值。可以指定为 destination 、 dst 或 target 。
    4. 该 readonly 选项（如果存在）会导致绑定装载以只读方式装载到容器中。可以指定为 readonly 或 ro 。参考：https://docs.docker.com/storage/volumes/#use-a-read-only-volume
    5. 该 volume-opt 选项可以多次指定，采用由选项名称及其值组成的键值对。

来自外部 CSV 解析器的转义值

如果卷驱动程序接受逗号分隔的列表作为选项，则必须从外部 CSV 分析器中转义该值。要转义 ， volume-opt 用双引号 （ " ） 将其括起来，并用单引号 （ ） 将整个挂载参数括起来 ' 。

例如， local 驱动程序接受挂载选项作为 o 参数中的逗号分隔列表。此示例显示转义列表的正确方法。

$ 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>

下面的示例在可能的情况下显示了 --mount 和 -v 语法，首先 --mount 。

-v 和 --mount 行为之间的差异

  1. 与绑定装载相反，卷的所有选项都可用于 --mount 和 -v 标志。
  2. 与服务一起使用的卷，仅支持 --mount .

创建和管理卷

与绑定装载不同，您可以在任何容器的作用域之外创建和管理卷。

  1. 创建卷：docker volume create qqaw-vol
  2. 列出卷：docker volume ls
  3. 检查卷：docker volume inspect qqaw-vol
  4. 删除卷：docker volume rm qqaw-vol

启动具有卷的容器

如果使用尚不存在的卷启动容器，Docker 会为您创建该卷。以下示例将卷 qqaw-vol2 装载到容器 /app/ 中。

下面的 -v 和 --mount 示例产生相同的结果。除非在运行第一个容器和卷后删除 qqaw-service 容器和 qqaw-vol2 卷，否则无法同时运行它们。

docker run -d \
  --name qqaw-service \
  --mount source=qqaw-vol2,target=/app \
  nginx:latest

用于 docker inspect qqaw-service 验证 Docker 是否创建了卷并正确装载了卷。查找以下 Mounts 部分：

json 复制代码 
"Mounts": [
    {
        "Type": "volume",
        "Name": "qqaw-vol2",
        "Source": "/var/lib/docker/volumes/qqaw-vol2/_data",
        "Destination": "/app",
        "Driver": "local",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": ""
    }
],

这表明装载是一个卷，它显示了正确的源和目标，并且装载是读写的。停止容器并删除卷。注意 卷删除是一个单独的步骤。

docker container stop qqaw-service
docker container rm qqaw-service
docker volume rm qqaw-vol2

将卷与 Docker Compose 一起使用

以下示例显示了具有卷的单个 Docker 撰写服务：

yaml 复制代码 
services:
  frontend:
    image: node:lts
    volumes:
      - qqaw-vol:/home/node/qqaw-vol
volumes:
  qqaw-vol:

首次运行 docker compose up 会创建一个卷。Docker 在随后运行命令时重复使用相同的卷。您可以使用 Compose 直接 docker volume create 在卷外部创建卷，然后在内部 docker-compose.yml 引用该卷，如下所示：

yaml 复制代码 
services:
  frontend:
    image: node:lts
    volumes:
      - qqaw-vol:/home/node/qqaw-vol
volumes:
  qqaw-vol:
    external: true

有关将卷与 Compose 配合使用的详细信息，请参阅官方文档https://docs.docker.com/compose/compose-file/07-volumes/规范中的"Volumes"部分。

使用卷启动服务

启动服务并定义卷时，每个服务容器都使用自己的本地卷。如果使用 local 卷驱动程序，则任何容器都无法共享此数据。但是，某些卷驱动程序确实支持共享存储。

以下示例启动具有 nginx 四个副本的服务，每个副本使用名为 qqaw-vol2 的本地卷。

docker service create -d \
  --replicas=4 \
  --name qqaw-service \
  --mount source=qqaw-vol2,target=/app \
  nginx:latest

用于 docker service ps qqaw-service 验证服务是否正在运行。您可以删除该服务以停止正在运行的任务：docker service rm qqaw-service。删除服务不会删除服务创建的任何卷。卷删除是一个单独的步骤。

服务的语法差异

该 docker service create 命令不支持 -v 或 --volume 标志。将卷装载到服务的容器中时，必须使用该 --mount 标志。

使用容器填充卷

如果启动一个创建新卷的容器，并且该容器在要挂载的目录中有文件或目录 /app/ ，例如 ，Docker 会将目录的内容复制到卷中。然后，容器装载并使用卷，使用该卷的其他容器也可以访问预填充的内容。

为了说明这一点，以下示例启动一个 nginx 容器，并使用容器 /usr/share/nginx/html 目录的内容填充新卷 qqaw-vol 。这是Nginx存储其默认HTML内容的地方。

docker run -d \
  --name=qqaw-test \
  --mount source=qqaw-vol,destination=/usr/share/nginx/html \
  nginx:latest

--mount 和 -v 示例具有相同的最终结果。

运行这些示例之一后，运行以下命令来清理容器和卷。注意 卷删除是一个单独的步骤。

docker container stop qqaw-test
docker container rm qqaw-test
docker volume rm qqaw-vol

使用只读卷

对于某些开发应用程序，容器需要写入绑定装载，以便将更改传播回 Docker 主机。在其他时候，容器只需要对数据的读取访问权限。多个容器可以装入同一卷。您可以同时挂载单个卷，就像 read-write 某些容器和其他容器 read-only 一样。

以下示例更改了上面的示例。它将目录挂载为只读卷，方法是在容器内的装入点之后添加到 ro 选项列表（默认情况下为空）。如果存在多个选项，则可以使用逗号分隔它们。

docker run -d \
  --name=qqaw-test \
  --mount source=qqaw-vol,destination=/usr/share/nginx/html,readonly \
  nginx:latest

--mount 和 -v 示例具有相同的最终结果。用于 docker inspect qqaw-test 验证 Docker 是否正确创建了只读装载。查找以下 Mounts 部分：

json 复制代码 
"Mounts": [
    {
        "Type": "volume",
        "Name": "qqaw-vol",
        "Source": "/var/lib/docker/volumes/qqaw-vol/_data",
        "Destination": "/usr/share/nginx/html",
        "Driver": "local",
        "Mode": "",
        "RW": false,
        "Propagation": ""
    }
],

停止并移除容器，然后移除卷。卷删除是一个单独的步骤。

docker container stop qqaw-test
docker container rm qqaw-test
docker volume rm qqaw-vol

在计算机之间共享数据

构建容错应用程序时，可能需要配置同一服务的多个副本才能访问相同的文件。在开发应用程序时，有几种方法可以实现此目的。一种是向应用程序添加逻辑，以将文件存储在 Amazon S3 等云对象存储系统上。另一种方法是使用支持将文件写入外部存储系统（如 NFS 或 Amazon S3）的驱动程序创建卷。

卷驱动程序允许您从应用程序逻辑中抽象出底层存储系统。例如，如果您的服务使用带有 NFS 驱动程序的卷，则可以更新服务以使用其他驱动程序。例如，在不更改应用程序逻辑的情况下将数据存储在云中。

使用卷驱动程序

使用 创建卷时，或者启动使用 docker volume create 尚未创建的卷的容器时，可以指定卷驱动程序。以下示例首先在 vieux/sshfs 创建独立卷时使用卷驱动程序，然后在启动创建新卷的容器时使用。

初始设置

以下示例假定您有两个节点，其中第一个节点是 Docker 主机，可以使用 SSH 连接到第二个节点。

在 Docker 主机上，安装 vieux/sshfs 插件：docker plugin install --grant-all-permissions vieux/sshfs

使用卷驱动程序创建卷

此示例指定 SSH 密码，但如果两台主机配置了共享密钥，则可以排除该密码。每个卷驱动程序可能具有零个或多个可配置选项，您可以使用 -o 标志指定每个选项。

docker volume create --driver vieux/sshfs \
  -o sshcmd=qqaw@qqqw:/home/qqaw \
  -o password=<您的密码> \
  sshvolume

启动使用卷驱动程序创建卷的容器

以下示例指定 SSH 密码。但是，如果两台主机配置了共享密钥，则可以排除密码。每个卷驱动程序可能具有零个或多个可配置选项。

如果卷驱动程序要求您传递任何选项，则必须使用该 --mount 标志来装载卷，而不是 -v 。

docker run -d \
  --name sshfs-container \
  --volume-driver vieux/sshfs \
  --mount src=sshvolume,target=/app,volume-opt=sshcmd=qqaw@qqqw:/home/qqaw,volume-opt=password=<您的密码> \
  nginx:latest

创建用于创建 NFS 卷的服务

以下示例演示如何在创建服务时创建 NFS 卷。它用作 192.1.1.3 NFS 服务器和 /var/docker-nfs NFS 服务器上的导出目录。请注意，指定的卷驱动程序是 local 。

NFSv3

docker service create -d \
  --name nfs-service \
  --mount 'type=volume,source=nfsvolume,target=/app,volume-driver=local,volume-opt=type=nfs,volume-opt=device=:/var/docker-nfs,volume-opt=o=addr=192.1.1.3' \
  nginx:latest

NFSv4

docker service create -d \
    --name nfs-service \
    --mount 'type=volume,source=nfsvolume,target=/app,volume-driver=local,volume-opt=type=nfs,volume-opt=device=:/var/docker-nfs,"volume-opt=o=addr=192.1.1.3,rw,nfsvers=4,async"' \
    nginx:latest

创建 CIFS 卷（SAMBA协议，即Windows共享）

您可以直接在 Docker 中挂载 Samba 共享，而无需在主机上配置挂载点。

docker volume create \
	--driver local \
	--opt type=cifs \
	--opt device=//ttaw.qqaw.com/backup \
	--opt o=addr=ttaw.qqaw.com,username=xxxxxxx,password=*****,file_mode=0777,dir_mode=0777 \
	--name cif-volume

如果指定主机名而不是 IP，则需要该 addr 选项。这允许 Docker 执行主机名查找。

块存储设备

您可以将块存储设备（如外部驱动器或驱动器分区）挂载到容器。以下示例演示如何创建文件并将其用作块存储设备，以及如何将块设备挂载为容器卷。

以下过程只是一个示例。不建议将此处所示的解决方案作为常规做法。除非你对自己正在做的事情有信心，否则不要尝试这种方法。

安装块设备的工作原理

在后台，使用 local 存储驱动程序的 --mount 标志调用 Linux mount 系统调用，并原封不动地转发您传递给它的选项。Docker 不会在 Linux 内核支持的本机挂载功能之上实现任何其他功能。

如果您熟悉 Linux mount 命令（https://man7.org/linux/man-pages/man8/mount.8.html），则可以按以下方式将这些 --mount 选项视为转发到 mount 命令：

mount -t <mount.volume-opt.type> <mount.volume-opt.device> <mount.dst> -o <mount.volume-opts.o>

为了进一步解释这一点，请考虑以下命令 mount 示例。此命令将 /dev/loop1 设备装载到系统上的路径 /external-drive 。

mount -t ext4 /dev/loop1 /external-drive

从正在运行的容器的角度来看，以下命令 docker run 实现了类似的结果。使用此选项 --mount 运行容器的设置挂载的方式与执行上一示例中的 mount 命令的方式相同。

docker run \
  --mount='type=volume,dst=/external-drive,volume-driver=local,volume-opt=device=/dev/loop1,volume-opt=type=ext4'

无法直接在容器内运行 mount 命令，因为容器无法访问 /dev/loop1 设备。这就是该 docker run 命令使用该 --mount 选项的原因。

示例：在容器中挂载块设备

以下步骤创建一个 ext4 文件系统并将其挂载到容器中。系统的文件系统支持取决于您使用的 Linux 内核的版本。

  1. 创建一个文件并为其分配一些空间：fallocate -l 1G qqaw.raw
  2. 在 qqaw.raw 文件上构建文件系统：mkfs.ext4 qqaw.raw
  3. 创建loop设备：losetup -f --show qqaw.raw。losetup 创建一个临时循环设备，该设备在系统重新启动后删除，或使用 手动 losetup -d 删除。
  4. 运行将loop设备挂载为卷的容器：docker run -it --rm --mount='type=volume,dst=/external-drive,volume-driver=local,volume-opt=device=/dev/loop1,volume-opt=type=ext4' ubuntu bash。当容器启动时，路径 /external-drive 将主机文件系统中的 qqaw.raw 文件挂载为块设备。
  5. 完成后，从容器中卸载设备后，分离环路设备以从主机系统中删除设备：losetup -d /dev/loop1

备份、还原或迁移数据卷

卷对于备份、还原和迁移非常有用。使用该 --volumes-from 标志创建装载该卷的新容器。

备份卷

例如，创建一个名为 qqawstore 的新容器：docker run -v /dbdata --name qqawstore ubuntu /bin/bash。在下一个命令中：

  1. 启动新容器并从容器 qqawstore 装载卷

  2. 将本地主机目录挂载为 /backup

  3. 将一个命令传递给卷的内容 dbdata 到我们 /backup 目录中的文件 backup.tar 。

    docker run --rm --volumes-from qqawstore -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /dbdata

当命令完成并且容器停止时，它会创建 dbdata 卷的备份。

还原卷

使用刚刚创建的备份，可以将其还原到同一容器，也可以还原到在其他位置创建的另一个容器。例如，创建一个名为 qqawstore2 的新容器：docker run -v /dbdata --name qqawstore2 ubuntu /bin/bash。然后，解压缩新容器数据卷中的备份文件：docker run --rm --volumes-from qqawstore2 -v $(pwd):/backup ubuntu bash -c "cd /dbdata && tar xvf /backup/backup.tar --strip 1"。您可以使用上述技术，使用首选工具自动执行备份、迁移和还原测试。

删除卷

删除容器后，Docker 数据卷仍然存在。需要考虑两种类型的卷：

  1. 命名卷具有来自容器外部的特定源，例如 awesome:/qqaw .
  2. 匿名卷没有特定的来源。因此，删除容器时，可以指示 Docker 引擎守护程序将其删除。

删除匿名卷

若要自动删除匿名卷，请使用该 --rm 选项。例如，此命令创建一个匿名 /foo 卷。删除容器时，Docker 引擎会删除卷，但不会删除 /foo awesome 卷。docker run --rm -v /foo -v awesome:/qqaw busybox top

如果另一个容器将卷与 绑定 --volumes-from ，则会复制卷定义，并且在删除第一个容器后，匿名卷也会保留。

删除所有卷

要删除所有未使用的卷并释放空间，请执行以下操作： docker volume prune

用Docker Volumes卷的方法实现时区和时间同步

解决方案是创建两个Volumes卷到容器中：

  1. /etc/timezone
  2. /etc/localtime

示例：

docker run -d --name ldap-server -p 3022:22 -p 3443:443 \
        -p 3080:80 -p 389:389 -p 636:636 \
        -v /etc/timezone:/etc/timezone:ro \
        -v /etc/localtime:/etc/localtime:ro \
        qqaw/ldap-server:v4

怎么样？是不是比配置NTP服务更简单快捷呢？

|-----|--------------------------------|
| 作者： | 岬淢箫声 |
| 日期： | 2023年10月19日 |
| 版本： | 1.0 |
| 博客： | https://caowei.blog.csdn.net |

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