06底层原理【实践】

## 拉取Ubuntu镜像

```bash
root@ubuntu:/home/test# docker pull ubuntu
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/ubuntu
4b3ffd8ccb52: Pull complete 
Digest: sha256:66460d557b25769b102175144d538d88219c077c678a49af4afca6fbfc1b5252
Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest
docker.io/library/ubuntu:latest
root@ubuntu:/home/test# docker image ls
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
ubuntu       latest    97bed23a3497   2 weeks ago   78.1MB
mysql        8.0       94753e67a0a9   3 weeks ago   780MB

```

## 创建并操作容器

> 创建容器且创建新用户和新文件。

```bash
root@ubuntu:/home/test# docker image ls
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
ubuntu       latest    97bed23a3497   2 weeks ago   78.1MB
mysql        8.0       94753e67a0a9   3 weeks ago   780MB
root@ubuntu:/home/test# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
root@ubuntu:/home/test# docker run -id --name ubuntu ubuntu
f75306642024053980414cbb4340cadfff215108129ea1a8a73dccb4c9bfe6c4
root@ubuntu:/home/test# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
f75306642024   ubuntu    "/bin/bash"   5 seconds ago   Up 4 seconds             ubuntu
root@ubuntu:/home/test# docker exec -it ubuntu bash
root@f75306642024:/# whoami
root
root@f75306642024:/# useradd mathias
root@f75306642024:/# passwd mathias
New password: 
Retype new password: 
passwd: password updated successfully
root@f75306642024:/# ps -ef 
UID          PID    PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root           1       0  0 06:02 ?        00:00:00 /bin/bash
root           7       0  0 06:02 pts/0    00:00:00 bash
root          24       7  0 06:03 pts/0    00:00:00 ps -ef

root@f75306642024:/# touch new_ubuntu_docker_file.exe
root@f75306642024:/# ls  
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  new_ubuntu_docker_file.exe  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
root@f75306642024:/# exit
exit

```

> 值得注意的是

```bash
docker run -d ubuntu 
#ubuntu 镜像默认启动 bash，但 bash 在 “非交互式且无输入” 时会立即退出（因为没有 STDIN 连接），导致容器启动后瞬间停止（状态变为 exited）。

docker run -id Ubuntu
#由于 -i 保持 STDIN 打开，bash 会认为 “有输入连接”，因此不会立即退出，容器会在后台持续运行（状态为 up）。

```

## 打包镜像

> 将添加后的容器导出

先将当前容器提交为镜像

```bash
root@ubuntu:/home/test# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED          STATUS                       PORTS     NAMES
f75306642024   ubuntu    "/bin/bash"   13 minutes ago   Exited (137) 3 minutes ago             ubuntu
root@ubuntu:/home/test# docker commit f75306642024 mathias-ubuntu:v1
sha256:4bc555b8e4c6cf7adb7a8a23f80df8d692603f81ea0a2aed0e2ea68b43d74777
root@ubuntu:/home/test# docker image ls
REPOSITORY       TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
mathias-ubuntu   v1        4bc555b8e4c6   6 seconds ago   78.1MB
ubuntu           latest    97bed23a3497   2 weeks ago     78.1MB
mysql            8.0       94753e67a0a9   3 weeks ago     780MB

```

将镜像保存为tar格式。

```bash
root@ubuntu:/home/test# docker save mathias-ubuntu -o mathiasu.tar
root@ubuntu:/home/test# ls
Desktop  Documents  Downloads  mathiasu.tar  Music  Pictures  Public  snap  Templates  Videos

```

> 将原始的Ubuntu镜像导出

```bash
root@ubuntu:/home/test# docker save 97bed23a3497 -o ubuntu.tar
root@ubuntu:/home/test# ls
Desktop  Documents  Downloads  mathiasu.tar  Music  Pictures  Public  snap  Templates  ubuntu.tar  Videos

```

## 解压原始镜像

> 将的Ubuntu镜像进行解压

```bash
root@ubuntu:/home/test# mkdir ubuntu
root@ubuntu:/home/test# mv ./ubuntu.tar ubuntu
root@ubuntu:/home/test# cd ./ubuntu/
root@ubuntu:/home/test/ubuntu# ls
ubuntu.tar
root@ubuntu:/home/test/ubuntu# tar -xvf ./ubuntu.tar 
blobs/
blobs/sha256/
blobs/sha256/073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc
blobs/sha256/583aaddadccee9f8dbd3f47661b5a9a78daf4995f535396ff0c1ed0487e4db54
blobs/sha256/97bed23a34971024aa8d254abbe67b7168772340d1f494034773bc464e8dd5b6
blobs/sha256/a80ae87142a0ae1f9e02e3561844d7004a28886aaca46db5392dd556df7326f2
index.json
manifest.json
oci-layout
root@ubuntu:/home/test/ubuntu# ls
blobs  index.json  manifest.json  oci-layout  ubuntu.tar
root@ubuntu:/home/test/ubuntu#

```

文件内容分别是

| 目录或文件    | 描述                                                         |
| ------------- | ------------------------------------------------------------ |
| blobs目录     | Binary Large Object的缩写，存放镜像的核心数据，每份文件以sha256哈希值命名（哈希值是内容的唯一标识，确保数据不被篡改）。每份文件其中部分是镜像层数据，部分是镜像配置数据 |
| index.json    | 镜像索引文件，描述镜像支持的平台信息                         |
| manifest.json | 镜像清单文件，包含镜像配置文件的blob哈希、所有镜像层blob哈希（按顺序列出，容器引擎会按此顺序叠加层，形成完整的文件系统）、每个blob的媒体类型 |
| oci-layout    | 局部标识文件，作用是让容器识别这是一个符合OCI标准的镜像目录  |

> manifest.json文件格式化输出后

```json
[
  {
    "Config": "blobs/sha256/97bed23a34971024aa8d254abbe67b7168772340d1f494034773bc464e8dd5b6",
    "RepoTags": null,
    "Layers": [
      "blobs/sha256/073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc"
    ],
    "LayerSources": {
      "sha256:073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc": {
        "mediaType": "application/vnd.oci.image.layer.v1.tar",
        "size": 80634368,
        "digest": "sha256:073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc"
      }
    }
  }
]
```

字段分析

| 字段         | 描述                                                         |
| ------------ | ------------------------------------------------------------ |
| config       | 指向镜像的配置文件，包含镜像的元数据、创建时间、作者信息、入口文件等等 |
| RepoTags     | 镜像仓库的标签                                               |
| Layers       | 镜像的层列表（按顺序），  每个层都是只读的，使用联合文件系统叠加，按顺序应用（最底层是基础系统） |
| LayerSources | 详细描述每个层的源信息                                       |

这是一个单层的Ubuntu镜像。

意思就是这个文件就是整个容器的基座。

```bash
blobs/sha256/073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc
```

```bash
root@ubuntu:/home/test/ubuntu# cd blobs/sha256/
root@ubuntu:/home/test/ubuntu/blobs/sha256# ls
073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc  97bed23a34971024aa8d254abbe67b7168772340d1f494034773bc464e8dd5b6
583aaddadccee9f8dbd3f47661b5a9a78daf4995f535396ff0c1ed0487e4db54  a80ae87142a0ae1f9e02e3561844d7004a28886aaca46db5392dd556df7326f2
root@ubuntu:/home/test/ubuntu/blobs/sha256# file *
073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc: POSIX tar archive
583aaddadccee9f8dbd3f47661b5a9a78daf4995f535396ff0c1ed0487e4db54: JSON text data
97bed23a34971024aa8d254abbe67b7168772340d1f494034773bc464e8dd5b6: JSON text data
a80ae87142a0ae1f9e02e3561844d7004a28886aaca46db5392dd556df7326f2: JSON text data
root@ubuntu:/home/test/ubuntu/blobs/sha256# tar -xvf 073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc

root@ubuntu:/home/test/ubuntu/blobs/sha256# ls
073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc  97bed23a34971024aa8d254abbe67b7168772340d1f494034773bc464e8dd5b6  bin   dev  home  lib64  mnt  proc  run   srv  tmp  var
583aaddadccee9f8dbd3f47661b5a9a78daf4995f535396ff0c1ed0487e4db54  a80ae87142a0ae1f9e02e3561844d7004a28886aaca46db5392dd556df7326f2  boot  etc  lib   media  opt  root  sbin  sys  usr

```

## 解压操作后的镜像

> 解压

```bash
root@ubuntu:/home/test# mkdir mathias
root@ubuntu:/home/test# cd mathias
root@ubuntu:/home/test/mathias# mv ../mathiasu.tar ./
root@ubuntu:/home/test/mathias# tar -xvf ./mathiasu.tar 
blobs/
blobs/sha256/
blobs/sha256/073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc
blobs/sha256/0d5f2d34a207754e41a8ed7cf1b0adcdcd8538f4e3a4208dd7dd3aa278cf5a0d
blobs/sha256/4bc555b8e4c6cf7adb7a8a23f80df8d692603f81ea0a2aed0e2ea68b43d74777
blobs/sha256/5a10ddd3ee3b416a2e7e8aaf336d89221f4ed0c51d62350b3d97fa5e66b2596a
blobs/sha256/789e7916a00411215e37915999e87188b8131977062fc5c72ad219e390b154f4
blobs/sha256/e14b504e3d801edf54f62b57f03c64e26ef0d8c2d1b418f5f650423b40d5b009
index.json
manifest.json
oci-layout
repositories
root@ubuntu:/home/test/mathias# ls
blobs  index.json  manifest.json  mathiasu.tar  oci-layout  repositories
root@ubuntu:/home/test/mathias#

```

多了一个repositories，为标签仓库。

> manifest.json格式化后

```json
[
  {
    "Config": "blobs/sha256/4bc555b8e4c6cf7adb7a8a23f80df8d692603f81ea0a2aed0e2ea68b43d74777",
    "RepoTags": [
      "mathias-ubuntu:v1"
    ],
    "Layers": [
      "blobs/sha256/073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc",
      "blobs/sha256/0d5f2d34a207754e41a8ed7cf1b0adcdcd8538f4e3a4208dd7dd3aa278cf5a0d"
    ],
    "LayerSources": {
      "sha256:073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc": {
        "mediaType": "application/vnd.oci.image.layer.v1.tar",
        "size": 80634368,
        "digest": "sha256:073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc"
      },
      "sha256:0d5f2d34a207754e41a8ed7cf1b0adcdcd8538f4e3a4208dd7dd3aa278cf5a0d": {
        "mediaType": "application/vnd.oci.image.layer.v1.tar",
        "size": 18432,
        "digest": "sha256:0d5f2d34a207754e41a8ed7cf1b0adcdcd8538f4e3a4208dd7dd3aa278cf5a0d"
      }
    }
  }
]
```

有两层了，哪一层是底座呢？很明显是第一个，073ec47a8c22dcaa4d6e5758799ccefe2f9bde943685830b1bf6fd2395f5eabc

解压第二层：

```bash
root@ubuntu:/home/test/mathias# file blobs/sha256/0d5f2d34a207754e41a8ed7cf1b0adcdcd8538f4e3a4208dd7dd3aa278cf5a0d
blobs/sha256/0d5f2d34a207754e41a8ed7cf1b0adcdcd8538f4e3a4208dd7dd3aa278cf5a0d: POSIX tar archive

root@ubuntu:/home/test/mathias# tar -xvf blobs/sha256/0d5f2d34a207754e41a8ed7cf1b0adcdcd8538f4e3a4208dd7dd3aa278cf5a0d
etc/
etc/.pwd.lock
etc/group
etc/group-
etc/gshadow
etc/gshadow-
etc/passwd
etc/passwd-
etc/shadow
etc/shadow-
etc/subgid
etc/subgid-
etc/subuid
etc/subuid-
new_ubuntu_docker_file.exe
root/

```

为什么会显示这些？？？ 因为这些发生了变化？？？为什么发生了变化？？？ 因为之前创建了用户与文件！

## inspect

docker inspect 用于获取容器、镜像、网络、卷、服务等 Docker 对象的详细配置和状态信息，返回结构为JSON格式。

命令格式：

```txt
docker inspect [选项] 目标对象（名称/ID）
```

目标对象：可以是容器（container）、镜像（image）、网络（network）、卷（volume）、服务（service）等（通过名称或 ID 指定，ID 可以简写，只要唯一即可）。

常用选项为--format或者-f，用于过滤JSON输出，提取特定信息。

查看修改前的镜像信息：
![image-20251018153114648](https://oss.maolin101.com/image-20251018153114648.png-101.webp)

查看修改后的镜像信息：
![image-20251018153011403](https://oss.maolin101.com/image-20251018153011403.png-101.webp)