Singularity（三）| 将docker转化为singularity容器

Singularity 容器格式

Singularity 容器存在两种不同的格式（或者称为状态）：

适用于生产的压缩的 只读 singularity 镜像文件（Singularity Image File，SIF）格式
用于交互式开发的 可写根目录，称为沙盒（sandbox）（以 --sandbox 选项生成）

sif 格式确保了镜像的可再现性和可验证性。然而，在测试和调试期间，我们一般会需要一个可改写的沙箱（sandbox）格式（实际上就是一个目录）。

构建 Singularity 容器的主要方式是通过 build 指令从外部资源（如 Container Library 和 Docker Hub）下载或在本地组装现有的容器。

build 指令接受一个以下目标（分别对应不同的需求、来源和应用场景）作为输入，产生一个容器作为输出：

来源于容器库（Container Library）以 library:// 开头的 URL 链接

singularity build --sandbox lolcow/ library://sylabs-jms/testing/lolcow

来源于 Docker Hub 以 docker:// 开头的 URL 链接

singularity build lolcow docker://godlovedc/lolcow

来源于 Singularity Hub 以 shub:// 开头的 URL 链接

singularity build mycontainer.sif shub://singularityhub/ubuntu

本地现存的容器路径
沙盒（sandbox）目录路径
Singularity 容器定义文件

我们也可以使用 pull 指令从以上三种公共容器仓库中直接下载容器到本地，下载的容器默认以 sif 镜像的形式存在，例如：

singularity pull library://sylabsed/linux/alpine
singularity pull docker://godlovedc/lolcow

Singularity 可以与 Docker 镜像一起使用。之所以包含这个特性，是因为开发人员非常喜欢使用 Docker，且已经投入了大量资源来创建 Docker 镜像。因此，Singularity 早期的开发目标之一就是支持 Docker，其满足以下条件：

不需要安装 Docker
可以 shell 进入一个 Singularity 化的 Docker 镜像
可以立即将 Docker 镜像作为 Singularity 镜像运行
可以直接 pull 一个 Docker 镜像（不需要 sudo）
可以使用装配好的 Docker 层（包括环境、内核和标签）构建镜像

将 Docker 镜像转化为 Singularity 镜像的方式主要有以下两种：

3.1 使用本地现有的 Docker 镜像

查找 Docker 镜像 ID

在运行 Docker 的主机上，使用命令 docker images 查找存储在本地注册表中的 Docker 镜像的镜像 ID (通常是 /var/lib/docker)：

$ docker images
REPOSITORY                       TAG                IMAGE ID       CREATED        SIZE
quay.io/biocontainers/samtools   1.17--hd87286a_1   c6ab05d10f7f   6 weeks ago    66.7MB
hello-world                      latest             9c7a54a9a43c   2 months ago   13.3kB

创建 Docker 镜像的 tarball 文件

对于想移植到其它主机上的 Docker 镜像，例如，biobakery/lefse，镜像ID为 c6ab05d10f7f，使用 docker save 命令创建一个 tarball：
```
docker save c6ab05d10f7f -o samtools.tar
```
把 tarball 拷贝到运行容器的 Linux 主机上

使用 scp 拷贝，例如：
```
scp -P 22 -r samtools.tar user@111.1.111.11:/home/user
```
将 tarball 转换为 Singularity 镜像

如果 tarball 在当前工作目录中，执行:
```
singularity build --sandbox samtools docker-archive://samtools.tar
```
如果 tarball 文件不在当前工作目录中，需指定路径，例如 /tmp：
```
singularity build --sandbox samtools docker-archive:///tmp/samtools.tar
```
注意：在该例中，samtools 是 Singularity 镜像的目录名。

运行 Singularity 沙箱镜像，例如：

singularity shell samtools
singularity exec samtools samtools help
singularity run samtools

3.2 使用 Docker 容器仓库中收录的镜像

如果准备使用的 Docker 镜像已经上传到 Docker Hub (https://hub.docker.com/) 或 Quay (https://quay.io/) 等 Docker 托管存储库中，我们可以直接下载并将其转化为 Docker 容器。例如，镜像 godlovedc/lolcow 存在于 Docker Hub 中，samtools 镜像存储在 Quay 中：

singularity build samtools.sif docker://quay.io/biocontainers/samtools:1.17--hd87286a_1
singularity build --sandbox lolcow docker://godlovedc/lolcow

3.3 使用 Dockerfiles

从 4.1 版本开始，SingularityCE 可以直接从 Dockerfiles（与后面介绍的singulariyt Definition File 类似）中构建 OCI-SIF 映像，创建可以使用 SingularityCE 的 OCI 模式（Open Container Initiative（OCI）是一个为规范容器格式和运行时环境创建的开放行业标准）运行的映像。

$ cat ./Dockerfile
FROM debian
CMD cat /etc/os-release

$ singularity build --oci ./debian.oci.sif ./Dockerfile

$ singularity run --oci ./debian.oci.sif
PRETTY_NAME="Debian GNU/Linux 12 (bookworm)"
NAME="Debian GNU/Linux"
VERSION_ID="12"
VERSION="12 (bookworm)"
VERSION_CODENAME=bookworm
ID=debian
HOME_URL="https://www.debian.org/"
SUPPORT_URL="https://www.debian.org/support"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.debian.org/"