容器技术（三）base镜像【5】

(二) base镜像

(1) base镜像含义

base 镜像有两层含义

• 不依赖其他镜像，从 scratch 构建。
• 其他镜像可以之为基础进行扩展。

所以，能称作 base 镜像的通常都是各种 Linux 发行版的 Docker 镜像，比如 Ubuntu, Debian, CentOS 等。

我们以 CentOS 为例考察 base 镜像包含哪些内容。下载镜像：

root@cuiyongchao:~# docker pull centos
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/centos
3c72a8ed6814: Pull complete 
Digest: sha256:76d24f3ba3317fa945743bb3746fbaf3a0b752f10b10376960de01da70685fbd
Status: Downloaded newer image for centos:latest
docker.io/library/centos:latest
root@cuiyongchao:~# docker images centos
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
centos              latest              0d120b6ccaa8        2 months ago        215MB
root@cuiyongchao:~#

​ 一个 CentOS 才 200MB ？平时我们安装一个 CentOS 至少都有几个 GB，怎么可能才 200MB !相信这是几乎所有 Docker 初学者都会有的疑问，包括我自己。下面我们来解释这个问题。

Linux 操作系统由内核空间和用户空间组成。如下图所示：

（2）rootfs

​ 内核空间是 kernel，Linux 刚启动时会加载 bootfs 文件系统，之后 bootfs 会被卸载掉。用户空间的文件系统是 rootfs，包含我们熟悉的 /dev, /proc, /bin 等目录。

​ 对于 base 镜像来说，底层直接用 Host 的 kernel，自己只需要提供 rootfs 就行了。而对于一个精简的 OS，rootfs 可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了。相比其他 Linux 发行版，CentOS 的 rootfs 已经算臃肿的了，alpine 还不到 10MB。我们平时安装的 CentOS 除了 rootfs 还会选装很多软件、服务、图形桌面等，需要好几个 GB 就不足为奇了。

​ base 镜像提供的是最小安装的 Linux 发行版。下面是 CentOS 镜像的 Dockerfile 的内容：

FROM scratch
ADD centos-7-docker.tar.xz /
CMD ["/bin/bash"]

​ 第二行 ADD 指令添加到镜像的 tar 包就是 CentOS 7 的 rootfs。在制作镜像时，这个 tar 包会自动解压到 / 目录下，生成 /dev, /porc, /bin 等目录。注：可在 Docker Hub 的镜像描述页面中查看 Dockerfile 。

(3)支持运行多种 Linux OS

​ 不同 Linux 发行版的区别主要就是 rootfs。比如 Ubuntu 14.04 使用 upstart 管理服务，apt 管理软件包；而 CentOS 7 使用 systemd 和 yum。这些都是用户空间上的区别，Linux kernel 差别不大。所以 Docker 可以同时支持多种 Linux 镜像，模拟出多种操作系统环境。

上图 Debian 和 BusyBox（一种嵌入式 Linux）上层提供各自的 rootfs，底层共用 Docker Host 的 kernel。

说明：

• base 镜像只是在用户空间与发行版一致，kernel 版本与发型版是不同的。

  例如 CentOS 7 使用 3.x.x 的 kernel，如果 Docker Host 是 Ubuntu 16.04（比如我们的实验环境），那么在 CentOS 容器中使用的实际是是 Host 4.x.x 的 kernel。

  root@cuiyongchao:~# uname -r
  4.15.0-121-generic ①
  root@cuiyongchao:~# docker run -it centos ②
  [root@5a0fcc31e885 /]# cat /etc/redhat-release 
  CentOS Linux release 8.2.2004 (Core) ③
  [root@5a0fcc31e885 /]# uname -r
  4.15.0-121-generic ④
  [root@5a0fcc31e885 /]#
  

  ① Host kernel 为 4.4.0-31

  ② 启动并进入 CentOS 容器

  ③ 验证容器是 CentOS 7

  ④ 容器的 kernel 版本与 Host 一致

• 容器只能使用 Host 的 kernel，并且不能修改。

  所有容器都共用 host 的 kernel，在容器中没办法对 kernel 升级。如果容器对 kernel 版本有要求（比如应用只能在某个 kernel 版本下运行），则不建议用容器，这种场景虚拟机可能更合适。