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news 2025/7/7 7:00:49

團購網站平臺建設,什么公司適合做seo優(yōu)化,微信接單任務群,網站建設維護微信目錄目錄一：簡單理解操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)： 內核： 內核空間和用戶空間： 二：簡單理解文件系統(tǒng) 1：什么是文件系統(tǒng) 2：什么是root文件系統(tǒng) 三：docker 1：docker鏡像 2&…

一：簡單理解操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)：

內核：

?內核空間和用戶空間：

二：簡單理解文件系統(tǒng)

1：什么是文件系統(tǒng)

2：什么是root文件系統(tǒng)

三：docker

1：docker鏡像

?2：docker鏡像的分層存儲

?3：容器

a：容器 = 鏡像 + 可讀可寫層

b: 運行態(tài)容器 + 一些docker的基本操作

4：通過docker commit命令來理解鏡像的構成

?5：利用dockfile定制鏡像

一：簡單理解操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)：

分為內核和用戶空間；內核，即操作系統(tǒng)用于和計算機硬件通信的部分；用戶空間，即用戶程序運行的部分。我們知道人是無法直接和計算機進行交互的，操作系統(tǒng)的作用就是上通下達，它一方面接收人類給到計算機的指令，另一方面，他將這些指令轉化為計算機零件可以看懂的東西（可以理解為，操作系統(tǒng)就是把指令轉化為特定的電流，給到特定的硬件），以此實現(xiàn)人類和計算機得交互。我們把操作系統(tǒng)和計算機硬件之間得通信部分看作是內核，把操作系統(tǒng)和用戶之間的交互看作是用戶空間（用詞可能不太準確，但大概意思是這樣）。

內核：

參考自：(19條消息) 操作系統(tǒng)的內核到底是什么？_操作系統(tǒng)內核是什么_deepin_mq的博客-CSDN博客

?內核涉及到的操作：進程調度、內存管理、文件系統(tǒng)、網絡接口、進程通信等等這些；本質上內核是對計算機硬件的抽象。

這樣說是因為這里涉及到一個更根本的問題：人機交互。如何讓計算機理解人的想法，需求，并將之實現(xiàn)。

比如：讓計算機計算一下硬盤中的一個文檔的字數(shù)。我們是沒有辦法去打開“硬盤”翻箱倒柜找到這個文件，然后丟給“CPU”去統(tǒng)計，并從“CPU”那里得到這個結果。對于計算機內部真正的核心組成部分：CPU、硬盤、內存等等這些硬件，人是無法直接去面對和交互的。而計算機處理的所有工作，都是通過調用這些硬件設備來完成的。

對操作系統(tǒng)來說，最重要的正是管理和調度計算機內部的資源。而具體到操作系統(tǒng)的內部分工，則是由內核來真正完成和執(zhí)行的。除了內核以外，操作系統(tǒng)其他所有的部件，都不需要也不關注如何計算、如何存儲、如何和具體的某個硬件設備打交道。所有的部件都只需要將具體的訴求傳遞給內核，調用內核的接口，即可完成硬件資源的調度和使用。

內核抽象了計算機內部硬件資源，并統(tǒng)一管理對外提供支持，所以內核 = 計算機硬件。
?

?內核空間和用戶空間：

參考自：用戶空間和內核空間到底是什么？ - 知乎 (zhihu.com)

我們知道計算機所有運行的程序以及數(shù)據(jù)其實都是放在內存中的，也只有把程序和數(shù)據(jù)放進內存?，計算機才能進行相應的操作或者計算。那么我們以4g的內存舉例，其中有1g的內存容量是專門給內核相關代碼數(shù)據(jù)用的，比如就是地址從0~1g的內存空間，這部分內存塊，我們稱之為內核空間；而對于1~3g的內存部分，則是提供給用戶的代碼和數(shù)據(jù)的，我們把這部分內存塊看作用戶空間；

圖片來自參考。

二：簡單理解文件系統(tǒng)

1：什么是文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)是一種數(shù)據(jù)結構，用于管理計算機中的文件和目錄。在計算機中，文件系統(tǒng)通常是操作系統(tǒng)的一部分，它負責解釋和執(zhí)行文件系統(tǒng)中的文件和目錄，并提供對文件和目錄的訪問。文件系統(tǒng)也可以是一個獨立的軟件模塊，它運行在操作系統(tǒng)之上，提供對文件和目錄的訪問和管理。

常見的文件系統(tǒng)類型包括 FAT、FAT32、NTFS、ext2、ext3、ext4 等。

再簡單一點，文件系統(tǒng)不是文件，是用來管理文件的的一種數(shù)據(jù)結構，它本身也是可以保存數(shù)據(jù)之類的，比如下面說到的root文件系統(tǒng)，它就存儲了系統(tǒng)的根目錄和根文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和文件。

典型的Linux文件系統(tǒng)由bootfs文件系統(tǒng)和rootfs文件系統(tǒng)組成，bootfs會在Kernel加載到內存后umount掉，所以我們進入系統(tǒng)看到的都是rootfs。

BootFS 和 rootFS 是 Linux 內核中用于存儲和管理根文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和文件的模塊。

BootFS 是一個特殊的文件系統(tǒng)，它在 Linux 內核啟動時自動掛載到內存中，并用于存儲內核啟動時需要使用的數(shù)據(jù)，例如內核鏡像、內核配置信息和內核日志等。BootFS 通常使用 LUKS 加密，并且可以在內核啟動時進行調整。

rootFS 是 Linux 內核中用于存儲根文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和文件的模塊。它是一個只讀的文件系統(tǒng)，通常使用 EXT4 文件系統(tǒng)格式。rootFS 通常位于硬盤的最后一個扇區(qū)，并且是系統(tǒng)啟動時第一個被加載的文件系統(tǒng)。在這個文件中，可以找到系統(tǒng)引導程序 (如 Grub) 以及用于管理系統(tǒng)文件的 Shell 和命令。

bootfs 和 rootfs 是 Linux 內核中用于存儲和管理重要數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)，它們的作用非常重要，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性都有著至關重要的作用。

2：什么是root文件系統(tǒng)

root文件系統(tǒng)，不等同于上述的rootfs文件系統(tǒng)，它是linux系統(tǒng)下，用來管理“/”文件夾的文件系統(tǒng)；"/"文件夾，也就是根目錄，這個目錄下包括/home，/bin，/usr，/etc等文件。因為root文件系統(tǒng)是用來管路根目錄的，也就是說root文件系統(tǒng)可以管理/下面所有文件，對所有文件有操作，訪問的權限，所以：root 文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中唯一的超級用戶權限所有者所在的文件系統(tǒng)，因此只有 root 用戶可以訪問和修改它。為了保護系統(tǒng)的安全性，root 文件系統(tǒng)通常需要進行加密和分區(qū)，以便只有 root 用戶可以訪問和修改它。

root 文件系統(tǒng)通常用于存儲系統(tǒng)啟動文件，如 boot 目錄、/etc 目錄、/var 目錄等，以及所有系統(tǒng)啟動時需要訪問的文件。

對于 Linux 而言，內核啟動（就是BootFS 文件系統(tǒng)）后，會掛載?root?文件系統(tǒng)為其提供用戶空間支持，這里就是上面說的，會用到bootfs。

root 文件系統(tǒng)是指 Linux 系統(tǒng)中的一個特殊文件系統(tǒng)，通常用于存儲系統(tǒng)的根目錄和根文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和文件。在 Linux 系統(tǒng)中，root 文件系統(tǒng)通常是只讀的，并且只有系統(tǒng)管理員才能進行修改。

root 文件系統(tǒng)通常使用 EXT4 文件系統(tǒng)格式，并且在 Linux 內核中，有一個特殊的模塊叫做"rootfs"或"root partition",用于加載和初始化 root 文件系統(tǒng)。在系統(tǒng)啟動時，內核會首先加載 rootfs 模塊，然后通過模塊中的代碼來加載 root 文件系統(tǒng)，并將其掛載到根目錄下。

root 文件系統(tǒng)是 Linux 系統(tǒng)的核心，它包含了系統(tǒng)的啟動代碼、系統(tǒng)配置文件、系統(tǒng)運行所需的命令和文件等。因此，一旦 root 文件系統(tǒng)被損壞或破壞，可能會導致整個系統(tǒng)無法運行。因此，在維護 Linux 系統(tǒng)時，通常需要小心謹慎地操作 root 文件系統(tǒng)。

root 文件系統(tǒng)和 rootfs 文件系統(tǒng)是不同的，盡管它們在某些方面有相似之處。

root 文件系統(tǒng)是 Linux 系統(tǒng)中的一個重要文件系統(tǒng)，通常用于存儲系統(tǒng)的根目錄和根文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和文件。root 文件系統(tǒng)通常是只讀的，并且只有系統(tǒng)管理員才能進行修改。在 Linux 系統(tǒng)中，root 文件系統(tǒng)通常使用 EXT4 文件系統(tǒng)格式。

而 rootfs 文件系統(tǒng)是在 Linux 內核中用于加載和初始化根文件系統(tǒng)的模塊，通常也稱為根文件系統(tǒng)模塊。rootfs 文件系統(tǒng)模塊使用特殊的命令和代碼來加載和初始化 root 文件系統(tǒng)，并將其掛載到根目錄下。與 root 文件系統(tǒng)不同，rootfs 文件系統(tǒng)通常是可寫的，并且系統(tǒng)管理員可以使用該文件系統(tǒng)來更新和修改根文件系統(tǒng)。

因此，盡管 root 文件系統(tǒng)和 rootfs 文件系統(tǒng)都是用于存儲根目錄和根文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和文件，但它們的具體實現(xiàn)和功能是不同的。

三：docker

參考自：鏡像 · Docker —— 從入門到實踐 · 看云 (kancloud.cn)

1：docker鏡像

docker鏡像就相當于一個root文件系統(tǒng)。比如官方鏡像?ubuntu:18.04?就包含了完整的一套 Ubuntu 18.04 最小系統(tǒng)的?root?文件系統(tǒng)。

題外話：這也是為什么說docker容器比虛擬機輕量的原因，因為docker只是一個root文件系統(tǒng)，也就是相當于只虛擬了用戶空間；而虛擬機時要虛擬整個操作系統(tǒng)，它不僅要虛擬用戶空間，還要虛擬內核。每一個虛擬機都是這樣，所以很笨重。

Docker 鏡像是一個特殊的文件系統(tǒng)，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些為運行時準備的一些配置參數(shù)（如匿名卷、環(huán)境變量、用戶等）。鏡像不包含任何動態(tài)數(shù)據(jù)，其內容在構建之后也不會被改變。

注意：docker鏡像相當于root文件系統(tǒng)，但它不是root文件系統(tǒng)，也不是rootfs文件系統(tǒng)，它就是一組只讀的文件系統(tǒng)。

在 Docker 鏡像中，數(shù)據(jù)和配置通常存儲在 Docker 鏡像的卷中，而不是在 rootfs 文件系統(tǒng)中。Docker 鏡像的卷是一個或多個只讀的文件系統(tǒng)，它們可以被映射到容器的目錄中，從而為容器提供所需的數(shù)據(jù)和配置。因此，Docker 鏡像并不直接等同于 rootfs 文件系統(tǒng)，但它們可以一起用于構建和部署容器化應用程序。

?2：docker鏡像的分層存儲

因為鏡像包含操作系統(tǒng)完整的?root?文件系統(tǒng)，其體積往往是龐大的，因此在 Docker 設計時，就充分利用?Union FS?的技術，將其設計為分層存儲的架構。所以嚴格來說，鏡像并非是像一個 ISO 那樣的打包文件，鏡像只是一個虛擬的概念，其實際體現(xiàn)并非由一個文件組成，而是由一組文件系統(tǒng)組成，或者說，由多層文件系統(tǒng)聯(lián)合組成。

?docker鏡像時一組文件系統(tǒng)，這組文件系統(tǒng)有層次劃分。

鏡像構建時，會一層層構建，前一層是后一層的基礎。每一層構建完就不會再發(fā)生改變，后一層上的任何改變只發(fā)生在自己這一層。比如，刪除前一層文件的操作，實際不是真的刪除前一層的文件，而是僅在當前層標記為該文件已刪除。在最終容器運行的時候，雖然不會看到這個文件，但是實際上該文件會一直跟隨鏡像。因此，在構建鏡像的時候，需要額外小心，每一層盡量只包含該層需要添加的東西，任何額外的東西應該在該層構建結束前清理掉。

因此，我們可以把鏡像簡單理解為一組只讀的文件系統(tǒng)：

參考：(19條消息) docker容器和鏡像的區(qū)別_docker鏡像和容器的區(qū)別_清風不滅的博客-CSDN博客

?3：容器

參考：容器 · Docker —— 從入門到實踐 · 看云 (kancloud.cn)

(19條消息) docker容器和鏡像的區(qū)別_docker鏡像和容器的區(qū)別_清風不滅的博客-CSDN博客

鏡像（Image）和容器（Container）的關系，就像是面向對象程序設計中的?類?和?實例?一樣，鏡像是靜態(tài)的定義，容器是鏡像運行時的實體。再做個類比，鏡像就是代碼，容器就是代碼運行起來的進程。（僅作類比）

a：容器 = 鏡像 + 可讀可寫層

?圖片來源于：Docker系列學習(14) -- 容器內鏡像分層詳解 - 掘金 (juejin.cn)

這個讀寫層可以讀取下面鏡像層的內容，但是，是只能讀不能寫的！！！！！

容器的實質是進程，但與直接在宿主執(zhí)行的進程不同，容器進程運行于屬于自己的獨立的?命名空間。因此容器可以擁有自己的?root?文件系統(tǒng)、自己的網絡配置、自己的進程空間，甚至自己的用戶 ID 空間。

b: 運行態(tài)容器 + 一些docker的基本操作

運行態(tài)容器 = 容器 + 隔離的進程空間；圖中灰色框表示進程

?其他命令可以詳細參考：(19條消息) docker容器和鏡像的區(qū)別_docker鏡像和容器的區(qū)別_清風不滅的博客-CSDN博客

4：通過docker commit命令來理解鏡像的構成

docker commit?命令，可以將容器的存儲層保存下來成為鏡像。換句話說，就是在原有鏡像的基礎上，再疊加上容器的存儲層，并構成新的鏡像。存儲記錄了文件的變化以及新加入的東西等

舉例如下：參考自：利用 commit 理解鏡像構成 · Docker —— 從入門到實踐 · 看云 (kancloud.cn)

?這里我們可以看到，容器的這個讀寫層，實際上最開始的時候，是直接讀取的鏡像保存的東西；但其實不是簡單的讀取！后面會細說！

?這樣看上去我們修改了鏡像的內容，實際上是沒有的，我們永遠要記住，鏡像是只讀的！！！

?那么修改的到底是什么呢？

其實是：參考自：Docker系列學習(14) -- 容器內鏡像分層詳解 - 掘金 (juejin.cn)

容器層有一種特效叫 copy-on-wirte, 這是指在容器層進行文件修改時，容器層會自上向下逐層掃描鏡像層尋找文件，找到后會copy一份副本到容器層中，再進行修改，這樣不會影響鏡像

這里還要提一下對容器層刪除文件的操作，上面也說了，容器層的文件是從鏡像層copy來的，刪除的時候刪除copy的文件，但如果沒有拷貝的文件，就會生成了一條刪除記錄，記錄在without文件中，并屏蔽對該鏡像層中這個文件的讀取

容器層被刪除時，容器層內的所有文件都會失效，數(shù)據(jù)也會被刪除

?同時，當我們運行一個容器的時候（如果不使用卷的話），我們做的任何文件修改都會被記錄于容器存儲層里。這樣，上層的鏡像內容就會覆蓋底層的鏡像內容，看上去就像是修改了底層鏡像內容一樣，實際上底層鏡像內容并沒有動！

這里我們通過commit理解了鏡像的生成，但實際上我們很少直接用commit來生成鏡像，因為commit'是一個黑箱操作，他會帶來很多無關的內容。而且很多操作是不可知的；另外，因為我們說了，這樣的方式是不會修改之前層的，我們只會在當前的容器可讀可寫層記錄之前層文件的添加，修改之類的，所以會讓鏡像不斷的臃腫。

5：利用dockfile定制鏡像

待續(xù)：使用 Dockerfile 定制鏡像 · Docker —— 從入門到實踐 · 看云 (kancloud.cn)

從剛才的?docker commit?的學習中，我們可以了解到，鏡像的定制實際上就是定制每一層所添加的配置、文件。如果我們可以把每一層修改、安裝、構建、操作的命令都寫入一個腳本，用這個腳本來構建、定制鏡像，那么之前提及的無法重復的問題、鏡像構建透明性的問題、體積的問題就都會解決。這個腳本就是 Dockerfile。?

Dockerfile 是一個文本文件，其內包含了一條條的?指令(Instruction)，每一條指令構建一層，因此每一條指令的內容，就是描述該層應當如何構建。

?拿上面的例子來舉例：

6：基礎鏡像

參考：使用 Dockerfile 定制鏡像 · Docker —— 從入門到實踐 · 看云 (kancloud.cn)

在dockfile中，from用于指定基礎鏡像，我們說用dockfile來定制鏡像，那一定是以一個鏡像為基礎，在其上進行定制。就像我們之前運行了一個?nginx?鏡像的容器，再進行修改一樣，基礎鏡像是必須指定的。因此一個?Dockerfile?中?FROM?是必備的指令，并且必須是第一條指令。

在?Docker Hub?上有非常多的高質量的官方鏡像，有可以直接拿來使用的服務類的鏡像，如?nginx、redis、mongo、mysql、httpd、php、tomcat?等；也有一些方便開發(fā)、構建、運行各種語言應用的鏡像，如?node、openjdk、python、ruby、golang?等?？梢栽谄渲袑ふ乙粋€最符合我們最終目標的鏡像為基礎鏡像進行定制。

如果沒有找到對應服務的鏡像，官方鏡像中還提供了一些更為基礎的操作系統(tǒng)鏡像，如?ubuntu、debian、centos、fedora、alpine?等，這些操作系統(tǒng)的軟件庫為我們提供了更廣闊的擴展空間。

除了選擇現(xiàn)有鏡像為基礎鏡像外，Docker 還存在一個特殊的鏡像，名為?scratch。這個鏡像是虛擬的概念，并不實際存在，它表示一個空白的鏡像。

如果你以?scratch?為基礎鏡像的話，意味著你不以任何鏡像為基礎，接下來所寫的指令將作為鏡像第一層開始存在。

不以任何系統(tǒng)為基礎，直接將可執(zhí)行文件復制進鏡像的做法并不罕見，比如?swarm、etcd。對于 Linux 下靜態(tài)編譯的程序來說，并不需要有操作系統(tǒng)提供運行時支持，所需的一切庫都已經在可執(zhí)行文件里了，因此直接?FROM scratch?會讓鏡像體積更加小巧。使用?Go 語言?開發(fā)的應用很多會使用這種方式來制作鏡像，這也是為什么有人認為 Go 是特別適合容器微服務架構的語言的原因之一。