Docker 對 container 的使用基本是建立在 LXC 基礎之上，然而 LXC 存在的問題是難以移動，難以通過標准化的模板去制作、重建、復制和移動 container。
在以 VM 為基礎的虛擬化中，有 image 和 snapshot 可以用於 VM 的復制、重建以及移動的功能。
想要通過 container 來實現快速的大規模部署和更新，這些功能不可或缺。
在 Docker 0.7 中引入了 Storage Driver（儲存驅動）, 現在已經支持 AUFS、Btrfs、Device Mapper、OverlayFS、ZFS、VFS。
一、儲存驅動
https://docs.docker.com/storage/storagedriver/select-storage-driver/
1.Union FileSystem
簡稱 Union FS（聯合文件系統），儲存驅動的一種。
一種分層、輕量級並且高性能的文件系統，它支持對文件系統的修改作為一次提交來一層層的疊加，同時可以將不同目錄掛載到同一個虛擬文件系統下。
特性：一次同時加載多個文件系統，但從外面看起來，只能看到一個文件系統，聯合加載會把各層文件系統疊加起來，這樣最終的文件系統會包含所有底層的文件和目錄。
2.Overlay2
Overlay2 是一種 Union FS，支持為每一個成員目錄（AKA branch）設定 readonly、readwrite 和 whiteout-able 權限。
通常 Union FS 有兩個用途：
- 不借助 LVM， RAID 將多個 disk 和掛載到一個目錄下。
- 將一個 readonly 的 branch 和一個 writeable 的 branch 聯合在一起，Live CD 正是基於此，可以允許在 OS image 不變的基礎上允許用戶在其上進行一些寫操作。
Docker 在 Overlay2 上構建的 container image 也正是如此。
OverlayFS 將單個 Linux 主機上的兩個目錄分層，並將它們顯示為單個目錄。這些目錄稱為層，統一過程稱為聯合安裝。
Overlay2 原生支持多達 128 OverlayFS 層。
下圖顯示了 Docker鏡像 和 Docker容器 的分層方式。圖像層是 lowerdir，容器層是 upperdir。統一視圖通過一個被稱為 merged 容器掛載點的目錄公開。
二、Linux 系統啟動
典型的 Linux 啟動到運行需要兩個FS - bootfs + rootfs (從功能角度而非文件系統角度)
bootfs（boot file system）：
主要包含 bootloader 和 kernel，bootloader 主要是引導加載 kernel，當 kernel 被加載到內存中后，bootfs 就被 umount 了，此時內存的使用權已由 bootfs 轉交給 kernel。
rootfs (root file system) ：
在 bootfs 之上。包含的就是典型 Linux 系統中的 /dev、/proc、/bin、/etc 等標准目錄和文件。
由此可見對於不同的 linux 發行版，bootfs 基本是一致的，rootfs 會有差別,，因此不同的發行版可以公用 bootfs。如下圖：
三、Docker image 結構
典型的 Linux 在啟動后，首先將 rootfs 置為 readonly，進行一系列檢查, 然后將其切換為 "readwrite" 供用戶使用。
在 Docker 中，起初也是將 rootfs 以 readonly 方式加載並檢查，然而接下來利用 union mount 將一個 readwrite 文件系統掛載在 readonly 的 rootfs 之上，並且允許再次將下層的 file system 設定為 readonly，並且向上疊加。
這樣一組 readonly 和一個 writeable 的結構構成一個 container 的運行目錄，每一個被稱作一個 Layer。如下圖：
得益於 AUFS 的特性，每一個對 readonly 層文件或目錄的修改都只會存在於上層的 writeable 層中。
這樣，由於不存在競爭, 多個 container 可以共享 readonly 的 layer。
所以 docker 將 readonly 的層稱作 image，對於 container 而言整個 rootfs 都是 read-write 的，但事實上所有的修改都寫入最上層的 writeable 層中。
image 不保存用戶狀態，可以用於模板、重建和復制。
某個鏡像：
基於該鏡像創建的容器：
上層的 image 依賴下層的 image，因此 docker 中把下層的 image 稱作父 image，沒有父 image 的 image 稱作 base image。
因此想要從一個 image 啟動一個 container，docker 會先加載其父 image 直到 base image，用戶的進程運行在 writeable 的 layer 中。
所有 parent image 中的數據信息以及 ID、網絡和 lxc 管理的資源限制等具體 container 的配置，構成一個 docker 概念上的 container。如下圖：
Docker image 采用分層結構的好處
共享資源，節省存儲空間：有多個鏡像都從相同的 base 鏡像構建而來，那么宿主機只需在磁盤上保存一份 base 鏡像，同時內存中也只需加載一份 base 鏡像，就可以為所有容器服務了。而且鏡像的每一層都可以被共享。
快速部署：如果要部署多個 container，base image 可以避免多次拷貝。
內存更省：因為多個 container 共享 base image，以及 OS 的 disk 緩存機制，多個 container 中的進程命中緩存內容的幾率大大增加。
升級更方便：相比於 copy-on-write 類型的文件系統，base-image 也是可以掛載為可 writeable 的，可以通過更新 base image 而一次性更新其之上的 container。
允許在不更改 base-image 的同時修改其目錄中的文件，所有寫操作都發生在最上層的 writeable 層中。
四、Docker 鏡像 commit
docker commit 提交容器副本使之成為一個新的鏡像
# docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器ID 要創建的目標鏡像名:[標簽名] # 下載鏡像 docker pull tomcat # 啟動鏡像 docker run -d -p 8080:8080 tomcat # 查看容器ID docker ps -a # 進入容器 docker exec -it a41c393cfa45 /bin/bash # 刪除 tomcat rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/* # 退出容器 exit # 生成新鏡像 docker commit -m=“沒有webapps的tomcat鏡像” -a=“jhxxb” a41c393cfa45 jhxxb/tomcat-del:1.0 # 查看生成的新鏡像 docker images # 運行新鏡像（需要指定版本，默認為 latest） docker run -d -p 8080:8080 jhxxb/tomcat-del:1.0
可以看到新鏡像的 webapps 目錄下沒有文件
http://tiewei.github.io/cloud/Docker-Getting-Start/
https://docs.docker.com/storage/storagedriver/overlayfs-driver/#how-the-overlay2-driver-works