作者：Jérôme Petazzoni （ Docker 布道師）
譯者：Mark Shao （ EMC 中國高級工程師）
如果在 CentOS 、 REHL 、 Fedor 或者其他默認沒有 AUFS 支持的 Linux 發行版上使用 Docker ，你可能需要用到 Device Mapper 的存儲插件。將這個插件設置為默認，它會把你所有的容器存儲到一個 100G 的簡短文件中，並且限制每個容器最大為 10GB 。這篇文章將展示如何突破這個限制，並且把容器的存儲移動到一個指定的分區或者 LVM 卷中。
它的工作原理
要真正理解我們要做的事情，首先來了解 Device Mapper 插件的工作原理。
它是基於 Device Mapper 的“精簡目標”的特性。它實際上是目標塊設備的快照，之所以被稱為“精簡”是因為它允許精簡配置。精簡配置意味着你有一個（希望很大）可用存儲塊的池，接着你可以從那個池中創建任意大小的塊設備（虛擬磁盤，如有需要）；在你實際讀寫后，這些存儲塊將會被標記為已使用（或者從池中拿走）。
這意味着你是可以超額使用這個池，比如在一個 100GB 的池里面創建幾千個 10GB 的卷，甚至可能是一個 100TB 的卷在一個 1GB 的池里面。只要你的實際讀寫的塊的容量不大於池的大小，你怎么做都 OK 。
除此之外，精簡目標的方式是可以做快照的。這表明無論何時，你都可以創建一個存在的卷的淺拷貝。在用戶看來，就像你有兩個一樣的卷，它們可以獨立地各自修改。即使你做了一個完整的拷貝，除了在時間上它是瞬間發生的（即使是很大的卷），它們不會兩次重復使用存儲。額外的存儲只有當其中任何一卷有變化的時候才會發生，然后精簡目標會從池里面分配一個存儲快。
從本質上來看，“精簡目標”實際上使用了兩個存儲設備：一個（大）的是存儲塊池自己，還有一個小的存儲了一些元數據。這些元數據中包括了卷、快照、以及每個卷的塊或者快照同存儲池中塊的映射信息。
當 Docker 使用 Device Mapper 存儲插件的時候，它會在 /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data 和/var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/metadata 下創建兩個文件（如果它們不存在）來存儲對應的存儲池和相關的元數據。這非常方便，你不需要做任何安裝部署的工作（你不需要額外的分區來存儲 Docker 容器，或者建立 LVM 或其他類似的東西）。然而它也有兩個缺點：
－ 存儲池會有一個默認 100GB 的容量
－ 它將會被稀疏文件所支持。從磁盤的使用效率的觀點來看，這還不錯的（就像在精簡池中的卷，它一開始是小的，只有當實際需要寫的時候才會使用磁盤的存儲塊）。但是從性能的角度來看就不那么好了，因為 VFS 增加了一些額外的負擔，特別是"第一次寫的時候"。
在了解如何調整容器的大小之前，我們來試試看如何給池增加更多空間。
我們需要一個更大的池
警告 : 下面的操作會刪除你所有的容器和鏡像，確保你已經把之前的數據做了備份！
記住上面說過的，當數據和元類信息文件不存在的時候 Docker 會創建它們，所以解決方案非常簡單：在啟動它們之前，在 Docker 里創建這些文件！
-
停止 Docker 守護進程，因為我們將要重新設置我們的存儲插件，如果我們在運行的時候移除文件，那么糟糕的事情就將發生。
-
擦去
/var/lib/docker。 警告：正如前面提到的，這個操作會把你所有的容器和鏡像都刪除掉。 -
創建存儲目錄：
mkdir -p /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper -
創建你的池：
dd if=/dev/zero of=/var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data bs=1G count=0 seek=250，創建一個 250G 的稀疏文件。如果你指定bs=1G count=250（不使用seek選項），那么它會創建一個普通文件（而不是一個稀疏文件）。 -
重啟 Docker 守護進程。提示：在默認情況下，如果你有 AUFS 的支持， Docker 會使用它；所以如果你要強制使用 Device Mapper 的插件，需要在啟動 Docker 的命令中增加
-s devicemapper的選項。 -
使用
docker info來檢查Data Space Total的值是否正確。
我們需要一個更快的池
警告 ：下面的操作也會刪除你所有的容器和鏡像。確保把你重要的鏡像保存在 registry 中，保存你容器里面的重要數據。
要獲得一個更快速的池，最簡單的辦法就是使用一個真實的設備而不是一個基於文件的循環設備。過程幾乎一樣。假設你有一個完全空的硬盤， /dev/sdb，你想把它完全用於容器的存儲，你可以這樣做：
-
停止 Docker 守護進程
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移除
/var/lib/docker（似曾相識，對么？） -
創建一個存儲目錄：
mkdir -p /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper -
在目錄下創建一個數據軟鏈接，指向設備：
ln -s /dev/sdb /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data -
重啟 Docker
-
使用
docker info來檢查Data Space Total的值是否正確
使用 RAID 和 LVM
如果你希望合並多塊相似的磁盤，可以使用 RADID10 軟件，這個會通過鏈接到 /dev/md 而實現。另外一個非常好的選擇是把你的磁盤（或者RAID磁盤陣列）放到 LVM 的物理卷中，並且創建兩個邏輯卷：一個是數據，一個是元數據。對於元數據池的最佳的大小我沒有什么特別的建議，不過占數據池的 1% 看起來不錯。
就像前面一樣，停止 Docker ，移除它的數據目錄，然后創建一個指向 /dev/mapper 設備的符號鏈接，然后重啟 Docker 。
如果你需要更多關於 LVM 的知識，請看這里 LVM howto 。
擴容容器
默認來說，如果你使用 Device Mapper 的存儲插件，所有的鏡像和容器是從一個初始 10G 的文件系統中創建的。讓我們來看看如何從一個更大的文件系統中創建一個容器。
首先，我們用 Ubuntu 的鏡像來創建我們的容器。我們不需要在這個容器里運行任何東西，只需要這個文件（或者關聯的文件系統）存在。為了演示，我們會在這個容器里運行 df ，來看一下根文件系統的大小。
$ docker run -d ubuntu df -h /
4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
由於需要修改 Device Mapper 管理中的一些卷的信息，我們現在用 root 的身份來運行一些命令。所有以＃開頭的命令都必須以 root 身份來執行。只要能訪問 Docker 的 Socket 服務，你也可以用普通用戶的身份來執行其他的命令（以$開頭）。
讓我們看一下 /dev/mapper ，那里應該有一個對應容器文件系統的符號鏈接，以 docker-X:Y-Z- 開頭：
# ls -l /dev/mapper/docker-*-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jan 31 21:04 /dev/mapper/docker-0:37-1471009-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603 -> ../dm-8
注意記住那個全名，我們未來會用到。
首先讓我們來看一下當前卷的信息表：
# dmsetup table docker-0:37-1471009-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
0 20971520 thin 254:0 7
第二個數字是設備的大小，表示有多少個 512－bytes 的扇區. 這個值略高於 10GB 的大小。
我們來計算一下一個 42GB 的卷需要多少扇區，
$ echo $((42*1024*1024*1024/512))
88080384
精簡快照目標的一個神奇的特點是它不會限制卷的大小。當你創建它的時候，一個精簡的卷使用0個塊，當你開始往塊里面寫入的時候，它們會從共用的塊池中進行分配。你可以寫0個塊，或者是10億個塊，這個和精簡快照目標沒關系。文件系統的大小只和 Device Mapper 表有關系。
覺得困惑？不要擔心。我們只是需要裝載一個新的表，這個完全和之前的是一樣的，但是有更多的扇區。僅此而已。
舊表是 0 20971520 thin 254:0 7 。我們會改變第二個數字，要非常小心保持其他的值不變。你的卷可能不是 7 ，所以要使用正確的值!
這樣操作：
# echo 0 88080384 thin 254:0 7 | dmsetup load docker-0:37-1471009-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
現在如果我們再次檢查表的信息，步驟和前面一樣。首先使用下面的命令激活新表:
# dmsetup resume docker-0:37-1471009-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
執行完命令后，再次檢查一下表的信息，發現它會使用新的扇區數量。
我們已經調整了塊設備的大小，但是我們仍然需要調整文件系統的大小，我們使用 resize2fs 來操作:
# resize2fs /dev/mapper/docker-0:37-1471009-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
resize2fs 1.42.5 (29-Jul-2012)
Filesystem at /dev/mapper/docker-0:37-1471009-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603 is mounted on /var/lib/docker/devicemapper/mnt/4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603; on-line resizing required
old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 3
The filesystem on /dev/mapper/docker-0:37-1471009-4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603 is now 11010048 blocks long
作為一個可選步驟，我們會重啟容器，檢查一下我們的確有了正確大小的空閑空間:
$ docker start 4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
$ docker logs 4ab0bdde0a0dd663d35993e401055ee0a66c63892ba960680b3386938bda3603
df: Warning: cannot read table of mounted file systems: No such file or directory
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
- 9.8G 164M 9.1G 2% /
df: Warning: cannot read table of mounted file systems: No such file or directory
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
- 42G 172M 40G 1% /
想把整個過程自動化起來？當然沒問題。
CID=$(docker run -d ubuntu df -h /)
DEV=$(basename $(echo /dev/mapper/docker-*-$CID))
dmsetup table $DEV | sed "s/0 [0-9]* thin/0 $((42*1024*1024*1024/512)) thin/" | dmsetup load $DEV
dmsetup resume $DEV
resize2fs /dev/mapper/$DEV
docker start $CID
docker logs $CID
擴容鏡像
不幸的是，當前版本的 Docker 不能讓我們很方便地擴容鏡像。你可以把鏡像對應的塊設備進行擴容，然后從它來創建一個容器，但是新的容器不會有正確的大小。
同樣，如果你提交了一個很大的容器，最后生成的鏡像也不會很大（這是由 Docker 為鏡像准備文件系統的方法造成的）。
這意味着如果一個容器真的超過了 10GB ，在不使用一些其他的小技巧的情況下，你沒法正確的把它提交為一個鏡像。
總結
Docker 將來肯定會提供一些更好的方法來擴容容器，所需的代碼變動是很小的。管理一個精簡的池和對應的元信息比較復雜（因為這個需要很多不同的操作流程，以及一個潛在的數據遷移。鑒於移除了所有的東西來構件新的池，也就沒有在本文提及），但是我們今天提到的一些解決方案相信已經對你有所幫助。
老樣子，如果你有問題或者評論，馬上在 IRC 上 ping 我（ jpetazzo on Freenode ），或是通過 Twitter (@jpetazzo) 和我聯系。