07 docker 容器存储持久化

独立于容器生命周期：Volumes 存储的数据独立于容器生命周期，即使容器被删除，数据依然保留。
管理便捷：Docker 提供了一些命令用于管理 Volumes，比如创建、删除、列出等。
存储位置 ：Volumes 存储在 Docker 的管理目录下（通常是/var/lib/docker/volumes/），用户无需关心具体路径。
支持跨平台：Volumes 在不同的操作系统和 Docker 环境中具有一致的行为。
备份和恢复：Volumes 容易备份和恢复，因为它们独立于容器且由 Docker 管理。

示例

#创建 Volume：
[root@rockylinux docker]# docker volume create addvimubuntu
addvimubuntu
-----------------------------------------------------
#查看卷详细信息
[root@rockylinux docker]# docker volume inspect addvimubuntu
[
    {
        "CreatedAt": "2024-07-01T19:32:05+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/addvimubuntu/_data",
        "Name": "addvimubuntu",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]
-----------------------------------------------------
#运行容器并挂载 Volume：
[root@rockylinux docker]# docker run  -d -it --volume addvimubuntu:/opt --name vim_demo registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/fujiangdocker2022/addvimubuntu:v1 /bin/bash
root@0f3f450684ed:/opt# touch 1.txt
root@0f3f450684ed:/opt# echo 1.txt > 1.txt
root@0f3f450684ed:/opt# echo hello > 2.txt

[root@rockylinux _data]# pwd
/var/lib/docker/volumes/addvimubuntu/_data
[root@rockylinux _data]# ls
1.txt  2.txt
-----------------------------------------------------
#列出 Volumes：
docker volume ls/list
-----------------------------------------------------
#删除 Volume：
[root@rockylinux _data]# docker volume rm addvimubuntu
# 删除 Volume（需要先停止和删除相关容器）
docker stop <container_id>

2. Bind Mounts

使用宿主机本地目录进行存储持久化

特点

直接使用宿主机目录：Bind Mounts 直接将宿主机的一个目录挂载到容器内的一个目录。
高灵活性：可以选择任意的宿主机目录进行挂载。
依赖于宿主机文件系统结构：由于直接使用宿主机的路径，Bind Mounts 的行为依赖于宿主机的文件系统结构和权限。
性能更高：因为直接访问宿主机文件系统，性能可能会更高，特别是在高 I/O 场景下。
需要更高的权限管理：由于直接访问宿主机目录，容易出现权限问题和安全风险。
共享和重用，数据卷可以在容器之间共享或重用数据

容器数据卷就是目录或文件，存在于一个或多个容器中，由docker挂载到容器，但不属于联合文件系统，因此能够绕过UnionFS，提供一些用于持续存储或共享数据。

特性：卷设计的目的就是数据的持久化，完全独立于容器的生存周期，因此Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷。

示例

docker run -it --privileged=true -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录镜像名

Docker挂载主机目录，可能会出现报错：cannot open directory .: Perission denied。

解决方案：在命令中加入参数 --privileged=true。

CentOS7安全模块比之前系统版本加强，不安全的会先禁止，目录挂载的情况被默认为不安全的行为，在SELinux里面挂载目录被禁止掉了。如果要开启，一般使用 --privileged=true，扩大容器的权限解决挂载没有权限的问题。也即使用该参数，容器内的root才拥有真正的root权限，否则容器内的root只是外部的一个普通用户权限（不能读写）。

运行一个带有容器卷存储功能的容器实例：

docker run -it --privileged=true -v 宿主机绝对路径目录:容器内目录[rw | ro] 镜像名

可以使用docker inspect 容器id查看容器绑定的数据卷。

权限：

- rw：读写（默认）
- ro：只读。如果宿主机写入内容，可以同步给容器内，容器内可以读取。

容器卷的继承：

# 启动一个容器
docker run -it --privileged=true /tmp/test:/tmp/docker --name u1 ubuntu /bin/bash

# 使用 --volumes-from 继承 u1的容器卷映射配置
docker run -it --privileged=true --volumes-from u1 --name u2 ubuntu

--volumes-from 父类

这个选项允许新的容器从另一个已经存在的容器（称为"父类"容器）中挂载卷。换句话说，新容器将继承"父类"容器的卷，并且可以访问这些卷中的数据

u2 容器将能够访问和使用 u1 容器中的卷

继承的是挂载的规则，即使u1挂了也不会影响u2，容器之间独立。（u1恢复也不会影响）用于容器之间的共享

[root@rockylinux dockerdata]# docker run -it --privileged=true --volumes-from test3 --name test4 ubuntu
root@46c9ab85245e:/# cd /opt
root@46c9ab85245e:/opt# ls
fujiang.txt  love.txt  mount.test  test.txt  test3.txt

@ 对比总结

|-----------|---------------------------------------------|-------------------|
| 特性 | Docker Volumes | Bind Mounts |
| 存储位置 | Docker 管理的存储位置（如 /var/lib/docker/volumes） | 宿主机上的指定路径 |
| 独立于容器生命周期 | 是 | 否 |
| 管理便捷性 | 高（Docker 提供了专门的管理命令） | 低（需要手动管理宿主机目录） |
| 跨平台一致性 | 是 | 否（依赖于宿主机文件系统） |
| 性能 | 较高 | 高（直接访问宿主机文件系统） |
| 权限管理 | 简单 | 复杂（需管理宿主机文件系统的权限） |

3. tmpfs Mounts

tmpfs Mounts 将数据存储在宿主机的内存中，而不是物理磁盘上。这种方法适用于需要快速访问且数据不需要持久化的场景，例如缓存。

docker run -d --tmpfs /path/in/container my_image

4. Docker Storage Plugins

Docker 允许使用第三方存储插件，以便与外部存储系统（如 NFS、Ceph、GlusterFS 等）集成。这些插件提供了更高级的存储功能，如分布式存储、数据冗余和高可用性。

安装存储插件后，可以像使用 Volumes 一样使用这些插件提供的存储。

docker volume create --driver <plugin_name> my_volume
docker run -d -v my_volume:/path/in/container my_image

5. Kubernetes Persistent Volumes

在 Kubernetes 环境中，持久化存储通常使用 Persistent Volumes（PV）和 Persistent Volume Claims（PVC）来管理。PV 是集群中的存储资源，而 PVC 是用户对 PV 的请求。

定义 Persistent Volume（PV）：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/mnt/data"

定义 Persistent Volume Claim（PVC）：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

使用 PVC：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
    - name: my-container
      image: my-image
      volumeMounts:
        - mountPath: "/path/in/container"
          name: my-volume
  volumes:
    - name: my-volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: my-pvc

6. Network Attached Storage (NAS) 和 Storage Area Network (SAN)

在企业环境中，使用 NAS 或 SAN 设备提供集中化存储是常见的做法。这些设备可以通过 NFS、iSCSI 等协议与容器进行连接，实现数据的集中存储和管理。

在宿主机上挂载 NAS 或 SAN 存储，然后将其挂载到容器中：

mount -t nfs <nas_server>:/path/on/nas /mnt/nas
docker run -d -v /mnt/nas:/path/in/container my_image