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# Docker and Container 006 - Volume 資料管理

[TOC]

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## Docker Volume：獨立於容器的檔案空間

> Volume 是 Docker 的元件，它提供 container 保存資料或共享資料的機制，我們把資料放在裡面，可以：
1. 與 host 共同存取
2. 提供其它 container 掛載(mount)使用，共享同樣的資料區
3. 它是獨立於 container，當 container 移除時，volume 裡的資料可以保留下來。
- `$ docker build -t kihifung/apache001 .`，建立image
- `$ docker run -d -p 8080:80 kihifung/apache001`，啟動容器
- `$ docker ps`
- `$ docker exec -it 6275a4cc08d7 /bin/sh`，進入容器
- 修改內容物
1. `$ cat index.html`
2. `$ touch index.html`
3. `$ echo "I made this many years ago." >> index.html`
4. `https://192.168.103.129:8080`

### 把容器關掉重開，看看修改後的東西是否保留
- `$ docker stop 6275a4cc08d7`
- `$ docker rm 6275a4cc08d7`
- `$ docker run -d -p 8080:80 kihifung/apache001`，啟動容器
- 到瀏覽器查看：`https://192.168.103.129:8080`
- 結果顯示，先前修改的東西（存放在disk空間）在container關閉後不會保留

### 以volume功能保存disk中的資料
- `$ docker volume ls`
- `$ docker volume create mainpage-vol`，建立一個名為mainpage-vol的volume
- `$ docker volume inspect mainpage-vol`，查看volume內容
- 
- 其中`"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/mainpage-vol/_data"`，代表的是vm linux的路徑
-`$ docker run -d -p 8081:80 -v mainpage-vol:/var/www/localhost/htdocs kihifung/apache001`
- -v，volume
- mainpage-vol，volume的名稱（自己取，如果不取會自動取）
- `：`，前面是volume(vm linux disk的空間)，後面是container(container disk的空間)。
- /var/www/localhost/htdocs，index.html的位置，在dockerfile裡設定的
- `$ docker exec -it 3e9a3483a54b /bin/sh`，進入容器
- 修改內容物
1. `$ cat index.html`
2. `$ echo "I made this things many years ago." >> index.html`
3. `https://192.168.103.129:8081`

#### 關掉container後重新啟動
> 更改內容後，檢視volume是否可保存資料
* `$ docker stop 3e9a3483a54b`
* `$ docker rm 3e9a3483a54b`
* `$ docker container ls`
* `$ docker run -d -p 8081:80 -v mainpage-vol:/var/www/localhost/htdocs kihifung/apache001`
* `https://192.168.103.129:8081`

### Docker的掛載類型
- Docker 提供三種掛載類型(mount types)：
1. bind mount：掛入現有的 host 檔案系統(filesystem)，用在容器與 host 共享資料夾或檔案
2. volume：掛入 volume 物件
3. tmpfs mount：從 memory 掛載

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## SSH
{**TODO**}

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## 回顧
- [ ] 什麼是volume
- [ ] volume怎麼作用？(管理資料)

## 課後複習/測驗

### Q13：如何使用alpine映像檔執行容器，並將xy-products volume以唯讀模式，掛載到容器的/data目錄？
* 可以使用下列的指令來完成：
 `$ docker container run -it --rm -v xy-products:/data:ro alpine /bin/sh`
:::info
**NOTE:**
如果volume以絕對路徑，便會在其路徑中新增目錄掛載到容器中：`$ docke run -it --rm -v /home/philipz/test:/data alpine sh`
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### Q34：請解釋一下Docker中所提供之各種不同的Volume掛載類型？
Docker共有以下三種掛載類型：
* Volumes：Volume儲存在執行Docker的主機，其管理之檔案系統的一個目錄中（Linux內的/var/lib/docker/volumes/），非Docker相關程序不允許修改此一部分的檔案系統，所以Volume是Docker保留資料的最佳方式
- `$ docker run -ti -v vol1:/app alpine sh`
* Bind mount：綁定掛載可儲存在Host主機系統的任何位置，甚至它們可能是重要的系統文件或目錄，Docker主機中的非Docker程序或Docker容器內的程式隨時皆可以修改檔案
- `$ docker run -ti -v /home/philipz/vol1:/app alpine sh`
* tmpfs mount：暫存掛載僅儲存在主機系統的記憶體中，永遠不會寫入主機系統的檔案系統
- `$ docker run -ti --tmpfs /app alpine sh`
* 其實，掛載並不侷限只能是檔案，在Linux設計概念，所有事物皆是檔案系統，所以「/dev」底下的裝置也可掛載到容器中。

:::info
* 因此Nvidia看上了容器的軟體包裝特性，把深度學習框架（cuDNN）和平行運算函式庫（CUDA）打包成容器映像檔，只要Host主機裝好GPU驅動程式，並將GPU裝置掛載到容器中，就可以在容器內執行需要GPU運算能力的深度學習等人工智慧相關系統（圖1）。

圖1  Nvidia-docker軟體架構圖。

Nvidia甚至推出nvidia-docker的Wrapper工具（https://github.com/NVIDIA/nvidia-docker），直接幫使用者掛載GPU裝置，不需要再輸入一堆「-v /dev/nvidia0」等掛載參數，所以容器也讓這波人工智慧研究熱潮更加便捷。
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### Q35：如何在Docker Host主機之間共享資料？
在開發應用系統的時候，有多種達成此目的的方法，一種是為應用程式添加儲存邏輯，是將文件置放在Amazon S3等雲端對象儲存系統上，另一種方法則是建立Volume，使用可支援把文件寫入NFS或Amazon S3等外部儲存系統之驅動程式。

Volume驅動程式允許從應用程式的邏輯中去抽象化底層儲存系統，舉例來說，如果目前的服務使用具備NFS驅動程式的Volume，亦可更新底層服務以便使用其他驅動程式，例如在雲端中儲存資料，而無須修改應用程式的邏輯。

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### Q36：如何在Docker容器下備份、還原或搬移資料儲存Volume？
* 備份容器的步驟，可分成以下三步驟：
1. 首先，已有執行中的容器dbstore，且掛載了Volume
- `$ docker run -d --name dbstore -e MYSQL\_ROOT\_PASSWORD=XXXX -v dbdata:/var/lib/mysql mysql`
2. 接著啟動新容器，並且從dbstore容器載入Volume
- `$ docker run -ti --rm --volumes-from dbstore -v $(pwd):/backup ubuntu bash`
3. 將MySQL資料庫的dbstore volume資料用tar指令壓縮備份
- `$ tar cvf /backup/backup.tar /var/lib/mysql`」
- 便可將「/var/lib/mysql」目錄備份到「/backup/backup.tar」，登出容器後，可在當下目錄看到backup.tar壓縮檔。
- 上述步驟2與步驟3可以合併成「`$ docker run --rm --volumes-from dbstore -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /var/lib/mysql`」。

* 備份還原到容器，共有以下四步驟：
1. 使用剛才建立的備份，可以將其還原到相同容器或在其他位置所建立的其他容器，舉例來說，先建立一個命名為「dbstore2」的新容器：`$ docker create -v newdbdata:/ var/lib/mysql --name dbstore2 mysql`
2. 然後，執行另一個新容器去掛載db2store2的Volume，並解壓縮那個備份檔案：`$ docker run -ti --rm --volumes- from dbstore2 -v $(pwd):/backup  ubuntu:16.04 bash`
3. 緊接著，在容器中執行tar命令：`$ tar xvf /backup/backup.tar`
4. 完成後登出，再啟動db2store2容器，便完成資料還原：`$ docker start db2store2`
- 上述步驟2與3亦可合併成「`$ docker run --rm --volumes-from dbstore2 -v $(pwd):/backup ubuntu:16.04 tar xvf /backup/backup.tar`」。

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### Q30：當容器登出或停止時，資料會消失嗎？
完全不會！在明確地刪除容器之前，應用程式寫入磁碟的任何資料都會保留在其容器中，即便容器停止，那容器的檔案系統仍然會存在。

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### Q31：如何在容器之間建立連線？  (SSH)
1. 先建立第一個容器作為server-sshserver：
- `$ docker run -i -t -p 2222:22 --name sshserver ubuntu bash`
2. 再建立第二個容器當成SSH客戶端：
- `$ docker run -i -t --name sshclient --link sshserver:sshserver ubuntu bash`
3. Docker --link功能可在容器間建立私有通道，可使用docker inspect來檢查已串接的容器：
- `$ docker inspect -f "{{ .HostConfig. Links }}" sshclient`
4. 執行之後，輸出結果如下：`/sshserver:/sshclient/sshserver`
5. 最後，以SSH藉由其IP進入SSH伺服器：
- `$ ssh root@172.17.0.3 -p 22`
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