面试题：容器化 - 容器镜像构建中的基础分层机制

Question

在容器镜像构建中，分层机制是非常重要的概念。请阐述容器镜像分层的基本原理是什么？这种分层机制给容器镜像带来了哪些优势？

Answer 1

容器镜像分层基本原理

1. 文件系统堆叠：容器镜像由多个只读层堆叠而成。每一层都是在前一层的基础上进行修改或添加新的文件和目录。例如，基础镜像可能包含操作系统的基本文件，后续层可以添加应用程序、配置文件等。
2. 联合文件系统（UnionFS）：这些分层通过联合文件系统技术进行组合。联合文件系统允许将多个不同的文件系统挂载点合并成一个单一的挂载点，使得容器看到的是一个完整的文件系统视图，而实际上这些文件分布在不同的层中。在运行时，容器会在这些只读层之上创建一个可写层，用于保存运行时产生的文件修改。

容器镜像分层带来的优势

1. 高效存储：不同镜像可以共享相同的基础层。例如，多个基于相同操作系统的镜像可以共享基础操作系统层，减少了磁盘空间的占用。当镜像被拉取时，只有不同的层需要下载，提高了下载效率。
2. 快速构建：在构建镜像时，如果某一层没有变化，不需要重新构建整个镜像。例如，基础镜像层没有改变，基于此基础镜像构建的其他镜像在构建时可以直接复用该层，节省构建时间。
3. 版本控制与可追溯性：每一层的修改都可以被追踪。可以清晰地了解镜像从基础到当前状态的每一步变化，方便进行版本管理和问题排查。
4. 隔离与安全性：每一层相对独立，层与层之间的变化不会相互影响。同时，只读层保证了基础镜像的稳定性，可写层的存在使得运行时的修改不会影响到基础镜像，提高了容器运行的安全性。