1. ubuntu@ubuntu:~$ sudo docker images
2. [sudo] password for ubuntu:
3. REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
4. ubuntu-12.04        latest              212e4aaf49e7        25 minutes ago      172.7 MB

1. ubuntu@ubuntu:~$ sudo ls -lh /var/lib/docker
2. total 48K
3. drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Apr 16 22:26 apparmor
4. drwxr-xr-x 5 root root 4.0K Jun 21 16:14 aufs
5. drwx------ 3 root root 4.0K Jun 22 13:01 containers
6. drwx------ 5 root root 4.0K Jun 22 12:59 devicemapper
7. drwx------ 3 root root 4.0K Apr 16 22:16 execdriver
8. drwx------ 6 root root 4.0K Jul 13 11:32 graph
9. drwx------ 2 root root 4.0K Jul 13 11:40 init
10. -rw-r--r-- 1 root root 5.0K Jun 22 13:01 linkgraph.db
11. -rw------- 1 root root  111 Jul 13 11:32 repositories-aufs
12. -rw------- 1 root root  180 Apr 16 22:56 repositories-devicemapper
13. drwx------ 2 root root 4.0K Apr 16 22:16 volumes<span style="letter-spacing: 0px; color: rgb(68, 68, 68); font-family: Baskerville;"> </span>

1. ubuntu@ubuntu:~$ sudo tree /var/lib/docker/aufs -L 3
2. /var/lib/docker/aufs
3. |-- diff
4. |   `-- 212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d
5. |       |-- bin
6. |       |-- boot
7. |       |-- dev
8. |       |-- etc
9. |       |-- home
10. |       |-- lib
11. |       |-- lib64
12. |       |-- media
13. |       |-- mnt
14. |       |-- opt
15. |       |-- proc
16. |       |-- root
17. |       |-- run
18. |       |-- sbin
19. |       |-- selinux
20. |       |-- srv
21. |       |-- sys
22. |       |-- tmp
23. |       |-- usr
24. |       `-- var
25. |-- layers
26. |   `-- 212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d
27. `-- mnt
28. `-- 212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d

1. ubuntu@ubuntu:~$ sudo tree /var/lib/docker/graph -L 3
2. /var/lib/docker/graph
3. |-- 212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d
4. |   |-- json
5. |   `-- layersize
6. |-- 317c1f4475ad860bdcf0e529fd03f181b2c6b64e5b78358051efc94c8f728cd7
7. |   |-- json
8. |   `-- layersize
9. |-- bcd86fdd0ba0b84f10f4539f99e8730958fc1028d35495f8dd11ae1913370e42
10. |   |-- json
11. |   `-- layersize
12. `-- _tmp

1. ubuntu@ubuntu:~$ sudo cat /var/lib/docker/repositories-aufs |python -m json.tool
2. {
3. "Repositories": {
4. "ubuntu-12.04": {
5. "latest": "212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d"
6. }
7. }
8. }

1. "/dev/pts":         "dir",
2. "/dev/shm":         "dir",
3. "/proc":            "dir",
4. "/sys":             "dir",
5. "/.dockerinit":     "file",
6. "/.dockerenv":      "file",
7. "/etc/resolv.conf": "file",
8. "/etc/hosts":       "file",
9. "/etc/hostname":    "file",
10. "/dev/console":     "file",
11. "/etc/mtab":        "/proc/mounts",

1. ubuntu@ubuntu:~$ sudo tree -L 3 /var/lib/docker/aufs
2. [sudo] password for ubuntu:
3. /var/lib/docker/aufs
4. |-- diff
5. |   |-- 09b1be94a4444076375b7cb386609990622a1746802858ea85f1de607c1e5167
6. |   |-- 09b1be94a4444076375b7cb386609990622a1746802858ea85f1de607c1e5167-init
7. |   |   |-- dev
8. |   |   `-- etc
9. |   `-- 212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d
10. |       |-- bin
11. |       |-- boot
12. |       |-- dev
13. |       |-- etc
14. |       |-- home
15. |       |-- lib
16. |       |-- lib64
17. |       |-- media
18. |       |-- mnt
19. |       |-- opt
20. |       |-- proc
21. |       |-- root
22. |       |-- run
23. |       |-- sbin
24. |       |-- selinux
25. |       |-- srv
26. |       |-- sys
27. |       |-- tmp
28. |       |-- usr
29. |       `-- var
30. |-- layers
31. |   |-- 09b1be94a4444076375b7cb386609990622a1746802858ea85f1de607c1e5167
32. |   |-- 09b1be94a4444076375b7cb386609990622a1746802858ea85f1de607c1e5167-init
33. |   `-- 212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d
34. `-- mnt
35. |-- 09b1be94a4444076375b7cb386609990622a1746802858ea85f1de607c1e5167
36. |   |-- bin
37. |   |-- boot
38. |   |-- dev
39. |   |-- etc
40. |   |-- home
41. |   |-- lib
42. |   |-- lib64
43. |   |-- media
44. |   |-- mnt
45. |   |-- opt
46. |   |-- proc
47. |   |-- root
48. |   |-- run
49. |   |-- sbin
50. |   |-- selinux
51. |   |-- srv
52. |   |-- sys
53. |   |-- tmp
54. |   |-- usr
55. |   `-- var
56. |-- 09b1be94a4444076375b7cb386609990622a1746802858ea85f1de607c1e5167-init
57. `-- 212e4aaf49e7cde3c280d05f1a6bd74ecf66ad83917fa757137deb0dae82806d

Container本来也不是什么新技术，为什么Docker就火了，而前辈们如lxc、OpenVZ等没这么火。其实一部分原因得益于Docker的Image管理。Docker借鉴了vm的方式，让用户像管理vm一样的管理他们的container镜像，并且也同样叫做Image。在实现上，Docker利用container的Rootfs是从host上挂载的、并且能挂载多个目录这个特点，将Docker Image分成多个小块（这是按照vm Image的思维来说的，实际上这多个小块，每个都是一个Image，最终使用的是一个Image组合），方便管理与共享。

我们已经了解了Container是什么，那么Image是怎么转换为Container的Rootfs的？Image本身是怎么在磁盘上存储的？带着这些疑问，我们一起来看看Docker的实现。

磁盘上的image

先来看看磁盘中存储的image是什么样子的，这里以aufs为例，devicemapper的存储形式和aufs还不太一样，后续有空再来分析。

现在我们有一个image：

对应的/var/lib/docker目录下就有这些东西：

抛开其他的不管，现在只关心里面的aufs, graph目录和repositories-aufs文件（如果是devicemapper，则是devicemapper目录和repositories-devicemapper文件，graph为共用的目录）。

aufs目录的结构如下：

layers目录和mnt目录里面目前还只有一个空目录，后面再来看。这里主要是diff目录下对应image的目录，image内部的所有文件都在这。

而graph目录的结构如下：

这里只看212e这个image，另外两个image其实是devicemapper下的image，所有image的描述都放在graph目录下。json文件为image的描述文件，主要是创建这个image的container配置信息，layersize文件内为该image的大小。

最后看看repositories-aufs文件：

其实就是描述在aufs模式下有哪些image可用。

了解了image包括哪些东西，接下来再看看这些东西是怎么用的。

从Image到Container

当我们通过命令行docker run创建一个container并运行时，其中就经历了从image到container rootfs的转化，蓝图如下（省略了其他操作）：

上图横轴为执行流程，纵轴是对每个过程的解释。

因为docker run命令实际的执行主要分两步：create和start。在create过程中，主要是将image挂载到/var/lib/docker/aufs/mnt/:id-init目录 （:id为container id），并且取消掉对某些文件/文件夹的挂载，重新创建一份新的。这里的文件/文件夹主要为：

然后在start流程中，主要是生成container真正的rootfs目录/var/lib/docker/aufs/mnt/:id， 然后又将几个/host上的目录挂载到rootfs，主要是 /etc/hosts， /etc/hostname, /etc/resolv.conf等。

（其实这里没看明白为啥这几个文件要这样处理，也没看明白为什么要用:id-init目录隔一层。主要是对aufs不熟悉，后面再学习一下。）

现在来看看，当我们创建了一个container后，aufs目录有什么变化：

这里创建了一个id为09b1的container，其中/aufs/mnt/09b1xxx 为rootfs, /aufs/layers目录下的文件，主要存储image的parents image id。

小结

Docker的image管理涉及到不少linux文件系统使用的细节，对linux文件系统掌握得不深的话，这部分就只能看个大概的流程。而且这只是其中的aufs部分，其他的devicemapper、btrfs、vfs部分的都不太一样。下来先补习一下linux文件系统知识，再回过头来看看docker的image管理，可能会稍微轻松些。