Docker 之管理应用数据—数据卷 (二)

川长思鸟来 2023-07-09 02:10 13阅读 0赞

卷是存储Docker容器生成和使用的数据的首选机制。绑定挂载依赖于主机的目录结构，而卷则完全由Docker管理。卷比绑定装载有几个优势:

*  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来管理卷。
 *  卷可以在Linux和Windows容器上工作。
 *  多个容器之间可以更安全地共享卷。
 *  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。
 *  新卷的内容可以由容器预先填充。

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，而且卷的内容存在于给定容器的生命周期之外。

![volumes on the Docker host][]

如果容器生成非持久状态数据，请考虑使用tmpfs挂载来避免在任何地方永久存储数据，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。**

### 一、选择-v 或--mount 标识 ###

06开始，您还可以在独立容器中使用--mount。通常，--mount更显式、更详细。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。下面是每个标记的语法比较。

**新用户应该尝试使用比--volume语法更简单的--mount 语法。**

如果需要指定卷驱动程序选项，则必须使用--mount.

**`1、-v` or --`volume`**: 由三个字段组成，用冒号(:)分隔。字段必须按正确的顺序排列，而且每个字段的含义并不是马上就能看出来的。

*  在指定卷的情况下，第一个字段是卷的名称，在给定的主机上是惟一的。对于匿名卷，第一个字段被省略。
 *  第二个字段是文件或目录挂载在容器中的路径。
 *  第三个字段是可选的，它是一个用逗号分隔的选项列表，比如 **ro.**下面讨论这些选项。

2、**`--mount`**: 由多个键值对组成，用逗号分隔，每个键值对由一个<key>=<value>元组组成。--mount语法比-v或--volume更详细，但是键的顺序不重要，而且标记的值更容易理解。

*  挂载的**type**，可以是bind、volume或tmpfs。本主题讨论卷，因此类型总是volume。
 *  挂载的**source**。对于已命名卷，这是卷的名称。对于匿名卷，将省略此字段。可以指定`source` 或 `src.`
 *  **`destination`**  指定的值表示在容器中被挂载的文件或目录位置. 也可以指定`destination`, `dst`, 或  `target.`
 *  如果存在**readonly**选项，则会导致绑定挂载以只读形式挂载到容器中。
 *  **volume-opt** 选项可以多次指定，它采用由选项名及其值组成的键-值对。

**从外部CSV解析器转义值**  
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解析器转义该值。要转义volume-opt，可以用双引号(")包围它，用单引号(')包围整个挂载参数。

例如，本地驱动程序在o参数中将挂载选项作为逗号分隔的列表接受。这个示例展示了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>

下面的示例展示了--mount和-v语法(如果可能的话)，并首先介绍了--mount。

### 二、-v 和--mount 的区别 ###

与绑定挂载不同，卷的所有选项都可用于--mount和-v标志。

在与服务一起使用卷时，只支持--mount。

### 三、创建和管理Volume ###

与绑定挂载不同，您可以创建和管理任何容器范围之外的卷。

1、创建一个卷

$ docker volume create my-vol

2、展示卷

$ docker volume ls
    
    local               my-vol

3、检查一个卷

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

4、移除一个卷

$ docker volume rm my-vol

### 四、用一个卷启动容器 ###

如果您用一个尚不存在的卷启动容器，Docker将为您创建该卷。下面的示例将卷myvol2挂载到容器中的/app/中。

下面的-v和--mount示例将产生相同的结果。除非在运行第一个卷之后删除devtest容器和myvol2卷，否则无法同时运行它们。

**--mount **

$ docker run -d \
      --name devtest \
      --mount source=myvol2,target=/app \
      nginx:latest

**-v**

$ docker run -d \
      --name devtest \
      -v myvol2:/app \
      nginx:latest

使用docker inspect devtest检查卷是否已正确创建和挂载。寻找Mounts部分:

"Mounts": [
        {
            "Type": "volume",
            "Name": "myvol2",
            "Source": "/var/lib/docker/volumes/myvol2/_data",
            "Destination": "/app",
            "Driver": "local",
            "Mode": "",
            "RW": true,
            "Propagation": ""
        }
    ],

这表明挂载是一个卷，它显示正确的源和目标，并且挂载是读写的。

停止容器并删除卷。注意:卷删除是一个单独的步骤。

$ docker container stop devtest
    
    $ docker container rm devtest
    
    $ docker volume rm myvol2

### 五、启动一个带有卷的服务 ###

启动服务并定义卷时，每个服务容器都使用自己的本地卷。如果使用本地卷驱动程序，那么没有一个容器可以共享这些数据，但是一些卷驱动程序支持共享存储。AWS的Docker和Azure的Docker都支持使用Cloudstor插件的持久存储。

$ docker service create -d \
      --replicas=4 \
      --name devtest-service \
      --mount source=myvol2,target=/app \
      nginx:latest

使用 docker service ps  devtest-service 来验证服务是否正在运行:

$ docker service ps devtest-service
    
    ID                  NAME                IMAGE               NODE                DESIRED STATE       CURRENT STATE            ERROR               PORTS
    4d7oz1j85wwn        devtest-service.1   nginx:latest        moby                Running             Running 14 seconds ago

删除服务，它会停止所有的任务

$ docker service rm devtest-service

删除服务不会删除服务创建的任何卷。数据卷的删除是一个单独的步骤。

### 六、使用容器填充卷 ###

如果您启动一个容器，它将创建一个新的卷，如上面所述，并且容器在要挂载的目录中有文件或目录(如/app/上面)，那么目录的内容将被复制到卷中。然后容器装入并使用卷，其他使用卷的容器也可以访问预填充的内容。

为了说明这一点，本例启动了一个nginx容器，并使用容器的 **/usr/share/nginx/html** 目录的内容填充新的卷nginx-vol, nginx/ HTML目录是nginx存储其默认HTML内容的地方。

\--mount和-v示例具有相同的最终结果。

\--mount

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

在运行这两个示例之后，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 nginxtest
    
    $ docker container rm nginxtest
    
    $ docker volume rm nginx-vol

### 七、使用只读卷 ###

对于某些开发应用程序，容器需要写入绑定挂载，以便将更改传播回Docker主机。在其他时候，容器只需要对数据进行读访问。请记住，多个容器可以挂载相同的卷，并且可以同时挂载其中一些容器的读写卷和其他容器的只读卷。

本例修改了上面的命令，但将目录作为只读卷挂载，方法是在容器内的挂载点之后，将ro添加到选项列表(默认为空)中。如果有多个选项，请用逗号分隔它们。

\--mount和-v示例具有相同的结果

\--mount

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

\-v

$ docker run -d \
      --name=nginxtest \
      -v nginx-vol:/usr/share/nginx/html:ro \
      nginx:latest

使用docker inspect nginxtest来验证是否正确地创建了只读挂载。寻找Mounts部分:

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

停止和删除容器，并删除Volume。Volume去除是一个单独的步骤。

$ docker container stop nginxtest
    
    $ docker container rm nginxtest
    
    $ docker volume rm nginx-vol

### 七、在机器之间共享数据 ###

在构建容错应用程序时，您可能需要配置相同服务的多个副本来访问相同的文件。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l1bGVpX3Fx_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

在开发应用程序时，有几种方法可以实现这一点。一种是向应用程序添加逻辑，将文件存储在云对象存储系统(如Amazon S3)上。另一种方法是使用支持向外部存储系统(如NFS或Amazon S3)写入文件的驱动程序创建卷。

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不同的驱动程序(例如在云中存储数据)，而无需更改应用程序逻辑。

### 八、使用数据卷驱动 ###

在使用docker volume create创建卷时，或者在启动使用尚未创建的卷的容器时，可以指定卷驱动程序。下面的示例使用vieux/sshfs卷驱动程序，首先在创建独立卷时使用，然后在启动创建新卷的容器时使用。

**1、初始化设置**

本例假设您有两个节点，第一个是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 volume create --driver vieux/sshfs \
      -o sshcmd=test@node2:/home/test \
      -o password=testpassword \
      sshvolume

**2、启动使用卷驱动程序创建卷的容器**

本例指定了SSH密码，但是如果两个主机配置了共享密钥，则可以省略密码。每个卷驱动程序可以有零个或多个可配置选项。如果卷驱动程序要求您传递选项，则必须使用--mount标志来挂载卷，而不是-v。

$ docker run -d \
      --name sshfs-container \
      --volume-driver vieux/sshfs \
      --mount src=sshvolume,target=/app,volume-opt=sshcmd=test@node2:/home/test,volume-opt=password=testpassword \
      nginx:latest

**3、创建一个创建NFS卷的服务**

这个示例展示了如何在创建服务时创建NFS卷。本例使用10.0.0.10作为NFS服务器，/var/docker-nfs作为NFS服务器上导出的目录。注意，指定的卷驱动程序是本地的。

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=10.0.0.10' \
      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=:/,"volume-opt=o=10.0.0.10,rw,nfsvers=4,async"' \
        nginx:latest

###  九、 备份、还原或迁移数据卷 ###

卷对于备份、恢复和迁移非常有用。使用--volumes-from 标志创建一个新的容器来挂载该卷。

**1、备份一个容器**

例如，创建一个名为dbstore的新容器:

$ docker run -v /dbdata --name dbstore ubuntu /bin/bash

然后在下一个命令中，我们:

*  启动一个新容器并从dbstore容器挂载卷
 *  将本地主机目录挂载为/backup
 *  传递一个命令，将dbdata卷的内容拖放到/backup目录中的backup.tar文件中。

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

当命令完成并且容器停止时，我们就剩下了dbdata卷的备份。

**2、从备份中恢复容器**

使用刚刚创建的备份，您可以将其恢复到相同的容器中，或者恢复到您在其他地方创建的另一个容器中。

例如，创建一个名为dbstore2的新容器:

$ docker run -v /dbdata --name dbstore2 ubuntu /bin/bash

然后解压新容器数据卷中的备份文件:

$ docker run --rm --volumes-from dbstore2 -v $(pwd):/backup ubuntu bash -c "cd /dbdata && tar xvf /backup/backup.tar --strip 1"

您可以使用您喜欢的工具使用上述技术来自动化备份、迁移和恢复测试。

### 十、移除卷 ###

删除容器后，Docker数据卷将继续存在。有两类卷可供考虑:

*  命名卷有来自容器外部的特定源，例如awesome:/bar。
 *  匿名卷没有特定的源，因此在删除容器时，通知Docker引擎守护进程删除它们。

**1、删除匿名卷**

要自动删除匿名卷，请使用--rm选项。例如，该命令创建一个匿名/foo卷。当容器被移除时，Docker引擎会移除/foo卷，但不会移除`awesome` 的卷。

$ docker run --rm -v /foo -v awesome:/bar busybox top

**2、移除所有的卷**

删除所有未使用的卷并释放空间:

$ docker volume prune

[volumes on the Docker host]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9kb2NzLmRvY2tlci5jb20vc3RvcmFnZS9pbWFnZXMvdHlwZXMtb2YtbW91bnRzLXZvbHVtZS5wbmc?x-oss-process=image/format,png
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